高功率、高效率、全固态准连续钛宝石激光器

以激光二极管阵列抽运Nd：YAG内腔倍频激光器作为抽运源，实现了全固态准连续钛宝石激光器的高功率、高效率运转。当532nm的抽运光为24W时，得到了4．7W输出功率及19．6％的高转换效率。为了获得钛宝石激光器理想的宽带输出，分别使用了两组膜片。第一组是750～850nm，第二组是850～950nm，每组膜片都有三种透过率，分别为5％，10％，15％。由于钛宝石荧光谱线的中心波长在795nm附近，使用第一组膜片在透过率为10％的情况下获得了最大4．7W的输出功率。使用第二组膜片也获得了3W左右的输出功率，为将要进行的宽带调谐提供了必要的前提。     

900nm波段的全固态高功率单频可调谐钛宝石激光器

采用自制的全固态高功率532nm单频绿光激光器端面抽运布氏角切割的钛宝石晶体,设计了紧凑、稳定、像散自补偿的嵌入式六镜环形谐振腔结构。通过调节抽运光与振荡光之间的最佳模式匹配关系,实现了高光束质量、高转换效率的900nm波段全固态单频可调谐钛宝石激光器。当抽运功率为15 W、输出镜在922nm处定点透射率为4.5%时,获得了平均输出功率大于2 W、波长可调谐范围为852~934nm的宽带可调谐单频红外激光器,3h内的功率稳定性优于±0.7%,光束质量因子M~21.04。     

高功率、高效率调Q绿光抽运的钛宝石宽调谐纳秒脉冲激光

自行研制出钛宝石晶体抽运的波长为532 nm的全固态高功率激光器,实现了高功率、高转换效率的可调谐钛宝石激光输出。使用3列重复频率为1 kHz的激光二极管阵列对称式抽运Nd:YAG晶体,通过调Q及腔内倍频,获得功率为37.8 W、波长为532 nm的抽运光,每个激光二极管的抽运脉冲包络内包含5个调Q脉冲,单脉冲宽度为90 ns,重复频率为5 kHz。采用该绿光抽运钛宝石晶体,获得733.5～871.1 nm波长范围内的连续调谐激光,在771 nm处获得的输出功率最大,为8.26 W,光-光转换效率高达42%,脉冲宽度为14 ns,30 min内输出功率稳定性优于±4.4%。     

深紫外固体激光系统

报道了一种利用非线性光学频率变换技术生成深紫外激光的固体激光系统.此系统采用基于CLBO晶体和频的频率变换方案,参与和频过程的两路激光分别是一台全固态声光调Q Nd:YVO;激光器输出的1064 nm近红外激光和一台灯抽运电光调Q倍频Nd:YAG激光器抽运的钛宝石激光器输出的三倍频238.7 nm紫外激光.对系统中的调Q倍频Nd:YAG激光器、钛宝石激光器、BBO三倍频模块、调Q Nd:YVO4激光器以及CLBO和频模块进行了详细描述.最后,在实验中获得了最高功率217 μW,重复频率10 Hz的195 nm深紫外激光输出.     

钛宝石激光器980nm连续输出功率超过150mW

我们研制的掺钛宝石激光器在长波段调谐取得了较好进展。钛宝石激光器为四镜折迭驻波腔,两球面折迭腔镜曲率半径为100mm,它们对氩离子激光束透过率≥85％,对880～1100nm光的反射率～100％。钛宝石晶体尺寸为φ4mm×11.5mm,由安徽光机所提拉法生长。钛宝石棒用铜质水冷器通水冷却,由氩离子激光器(Coherent Innovia 20,额定输出功率10W)全线轴向泵浦。用腔内布儒斯特角放置的单片石英双折射调谐器实现长波段调谐。 泵浦功率为8.0W时,钛宝石激光器在波长901.6nm到990.0nm范围内的输出功率大     

准连续波掺钛蓝宝石激光器的研究

采用三镜驻波腔和四镜驻波腔,以声光调Q内腔倍频Nd：YAG激光泵浦钛宝石激光器．实现了钛宝石激光器的准连续运转。当输出镜透过率为20％,泵浦光平均功率为7W时,获得钛宝石激光最大输出平均功率为0．95W,转换效率为13．6％,同时实现了720—820nm波长的连续调谐输出。     

钛宝石激光器抽运Cr~(4 ),Yb~(3 ):YAG晶体薄片获得1.03um自调Q激光输出

我们最近进行了用钛宝石激光器抽运 Cr,Yb:YAG晶体的实验 ,获得了 1.0 3μm自调 Q激光输出。实验所用的 Cr,Yb:YAG晶体是本课题组用提拉法生长的 ,Cr和 Yb的浓度分别为 0 .5 at.- %和 10 at.- %。用 Ar 离子激光器抽运的钛宝石激光器作为抽运源 ,抽运光波长为940 nm,功率为 1W左右。激光腔设计成折叠腔 ,抽运光经过一个焦距为 75 mm的透镜和腔镜后 ,聚焦在 10 mm× 10 mm× 1mm的 Cr,Yb:YAG晶体薄片上。晶体薄片固定在热沉板上 ,热沉板通恒温循环水冷却。腔镜的一面镀 940 nm增透膜 ,另一面镀 940 nm增透膜和 1.0 3μm高反膜。晶体…     

高功率单频LBO腔内倍频461nm钛宝石激光器

利用全固态单频绿光激光器作为抽运源抽运钛宝石晶体,采用六镜环形谐振腔结构。在谐振腔内插入I类临界相位匹配的LBO晶体进行腔内倍频,TGG晶体和宽带半波片(HWP)组成的光学单向器保证单频运转。加入三片厚度分别为1、2、4 mm的双折射滤波片组合和一片0.25 mm的控温标准具片作为调谐元件,实现了高功率单频可调谐461 nm蓝光钛宝石激光器。在14 W的抽运功率下,选取LBO倍频晶体的最佳长度为7.3 mm时,获得了最大功率为1.02 W的单频可调谐蓝光输出,中心波长为460.86 nm,3 h内其长期稳定性优于±1.3%,光束质量得到了明显的改善,其M2因子优于1.59,蓝光最大调谐范围为20 nm。     

纳秒级窄线宽脉冲钛宝石激光注入BBO晶体光参量放大器

实验上采用纳秒级窄线宽脉冲钛宝石激光注入BBO光参量放大器 (BBO OPA) ,实现了一台纳秒级Nd∶YAG激光器作钛宝石激光器和BBO光参量激光器抽运源的高效率系统。获得了钛宝石激光作为信号光注入BBO OPA时其输出能量为无信号光注入时的 6倍 ,并实现了 5 70～ 6 70nm的连续可调谐窄线宽 (<0 1nm)参量激光输出     

全固态高平均功率宽调谐掺钛蓝宝石激光器

介绍了以激光二极管抽运Nd：YAG晶体的倍频激光器为抽运源，高平均功率准连续运转的全固态宽调谐掺钛蓝宝石(Ti：sapphire)激光器。自由运转时，在抽运光功率为16W，透过率为30％时，获得了最高6．44W的掺钛蓝宝石激光输出，相应光-光转换效率大于40％。为了获得宽波段可调谐激光输出，采用石英布氏棱镜对作腔内色散元件，通过调节输出镜获得了调谐范围740～880nm，线宽约1nm的宽波段输出。在抽运光功率为11．5W时，最高输出功率为2．87W，相应的光-光转换效率为25％。作为对比，又研究了重火石棱镜作为腔内色散元件时，掺钛蓝宝石激光器的调谐输出特性，实验表明输出激光的线宽明显变窄，但输出功率却显著下降。     

高效率连续波单频环形钛宝石激光器

报道了氩离子激光泵浦的高教率连续波单频环形钛宝石激光器的设计和运转特性。5.0 W泵浦获得了大于0.5 W的稳定单频输出.单频转换效率为10%.讨论了考虑热效应后最佳泵浦条件及光学选频器件,光学单向器,双折射滤光片等特性.测量了激光输出的调谐范围,线宽及功率稳定性等.     

准连续Ti~(3+):Al_2O_3可调谐激光的研究

本文给出了Ti~(3+):Al_2O_3的准连续可调谐激光的实验结果。采用Nd:YAG内腔倍频532nm的准连续输出作为泵浦源,得到Ti~(3+):Al_2O_3的连续可调谐输出。波长覆盖范围为685nm到821nm。最大输出功率为293mW,斜率效率为20％,在805nm处的窄谱输出功率达240mW,总体转换效举为26％。     

YAG激光器泵浦钛宝石激光器和光学参量振荡器

采用一台调Q脉冲式Nd：YAG激光器同时泵浦Ti：蓝宝石激光器和光学参量振荡器（OPO），在重复频率30Hz下获得了Ti：蓝宝石可调谐激光波长为700～890nm，转换效率28．8％及440～2600nm的连续可调谐窄线宽的光参量激光输出，能量转换效率达23％。     

高效全固化钛宝石腔内倍频蓝光和四倍频紫外激光器的研究

用半导体抽运的Q开关YLF倍频激光器抽运钛宝石晶体，在平凹腔内加入组合的石英双折射滤光片压缩线宽，用LBO晶体腔内激发二次谐波，聚焦到BBO上产生四次谐波深紫外光。在抽运功率3．8w时，输出610mW．416nm蓝光。用长焦距的透镜聚焦二次谐波．得到64mW，208nm的紫外激光。基频光的谱线宽度是决定倍频效率的关键因素。实验观察到激光器的频谱宽度与双折射滤光片的带宽有一个数量级的差别，考虑到模式竞争和增益饱和效应，数值模拟了加入双折射滤光片后的钛宝石激光器的实际线宽，结果与实验中测量的数据基本一致。实验还分析了基频光的线宽对二次谐波效率的影响、二次谐波的线宽对四次谐波效率的影响、基频光的波长对四次谐波激发效率的影响。     

双向泵浦的高功率高效率钛宝石激光器

用脉冲调Ｑ的Ｎｄ：ＹＡＧ倍频激光器对一块１０．３ｍｍ长的钛宝石晶体实行双向泵浦，获得了８８ｍＪ的脉冲输出能量，３８．５％的转换效率和０．００３ｎｍ的线宽。     

638 nm、532 nm 激光泵浦的连续波翠绿宝石激光器

报道了一种高功率、高光束质量的755 nm连续波翠绿宝石激光器。首先,对比研究了638 nm激光二极管（LDs）和532 nm固体激光器单端泵浦的翠绿宝石激光器。当638 nm LDs作为泵浦源时,得到的连续输出功率、光-光转换效率分别为3.9 W和19.7%。保持其他条件基本不变,将泵浦源换成532 nm激光器,得到的连续输出功率、光-光转换效率分别为2.1 W和10.0%。结果表明利用 638 nm LDs泵浦翠绿宝石可获得更高的激光功率和转换效率。此外,研究了638 nm LDs双端泵浦的翠绿宝石激光器,在755 nm处得到了6.2 W的连续输出功率,相应的光-光转换效率和斜效率分别为16.3%和24.2%,并且连续输出功率为5.0 W时的光束质量M2优于1.47,这是翠绿宝石激光器在近衍射极限下的最高连续输出功率。这种高功率、高光束质量的755 nm翠绿宝石激光器为连续波紫外激光器的研制提供了良好、稳定的基频源。     

激光二极管列阵抽运Nd:YAG/LBO大功率蓝光激光器

报道了激光二极管列阵(LDA)端面抽运全固体腔内倍频大功率蓝光激光技术的研究。采用复合Nd：YAG晶体作为增益介质，并利用半导体致冷器(TEC)对激光晶体的温度进行精密控制。倍频晶体采用Ⅰ类临界相位匹配方式切割的LBO晶体。谐振腔为Ⅴ型结构。根据大功率抽运条件下激光晶体热透镜效应严重，且热透镜的焦距会随着抽运功率的增大逐渐变短的特点，计算出最大抽运功率条件下激光晶体的热透镜焦距，依据此数据来优化谐振腔结构，使激光器实现最佳模式匹配和倍频效率，得到高效蓝光激光输出。在可吸收抽运功率为18．5W时，473nm蓝光激光输出功率为1．38w，抽运光-倍频光的光-转换效率为7．5％。     

掺镱脉冲光纤激光器抽运的高功率PPMgLN光参变振荡器

报道了研制主振-放大（MOPA）结构的高功率保偏掺镱脉冲光纤激光器并用其抽运光参变振荡器（OPO）的研究工作。掺镱脉冲光纤激光器以声光调Q的Nd∶YVO4激光器作为种子源, Liekki的大直径双包层保偏光纤作为放大介质, 得到接近基模的1064 nm波长激光输出, 最大线偏振输出功率17 W, 偏振消光比优于10 dB, 重复频率50 kHz, 脉冲宽度60 ns。利用该光纤激光作为抽运光, 抽运基于周期性畴极化反转掺镁铌酸锂（PPMgLN）晶体的宽带可调谐OPO, 实现了高效参量转换。在信号光1518 nm通道, 以16.2 W功率抽运, 获得最大参变输出功率9 W, 其中3.5 μm波长功率为2.4 W。OPO的能量转换效率为58%, 斜效率为68％。在信号光1491 nm通道, 以14 W功率抽运, 获得最大参变输出6.6 W, 其中3.7 μm波长功率超过2 W。     

宽调谐窄线宽脉冲钛宝石激光器

介绍了一种采用色散型布儒斯特棱镜扩束器调谐的脉冲钛宝石激光系统，通过泵浦光反馈泵浦，使转换效率提高了～８％；采用色散型布儒斯特棱镜扩束器加光栅（或平面镜）调谐，实现了窄线宽可调谐输出，输出激光能量为２３ｍＪ，转换效率达１９％．调谐范围为６８０～９１３ｎｍ，输出激光线宽小于０．０１ｎｍ。