大功率激光二极管抽运固体激光器的研究

大功率激光二极管抽运固体激光器正逐步取代传统的灯抽运固体激光器，已广泛应用于工业领域。介绍了一种激光二极管侧面抽运的Nd:YAG激光器。采用二级串联振荡方式，一组五个激光二极管抽运模块沿Nd:YAG棒圆周均匀分布，有六组共30个激光二极管，棒外面套了一根冷却玻璃管，通过循环水流把棒内的热量带走。采用稳定的平平激光谐振腔，获得激光功率360 W,功率稳定度±1%的稳定输出。对该激光器结构和输出特性进行了详细的研究。用户使用表明，该激光器具有转换效率高、使用寿命长、结构紧凑、整机性能可靠等特点。     

大功率LD端抽运固体激光器谐振腔的研究

提出一种新方法在谐振腔内加入补偿透镜的方法,可消除热透镜效应的不利影响,从根本上解决纵向抽运的大功率化问题,并从理论上进行了系统的分析和实验上进行了验证. 对于端抽运二镜直谐振腔,目前均采用平凹腔,但平凹腔输出发散角较大.在腔内加入补偿透镜后,改用平行平面腔,可获得更小的输出发散角. 对于四透镜折叠谐振腔,通常腔长较长,当大功率LD端抽运时由于热效应的影响,根本无激光输出.但在腔内加入补偿透镜后,则很容易出光.实验上,用连续功率12 W的LD端抽运时,在腔长1.5 m情况下,获得1.14 W激光输出,转换效率近10%.(OC16)     

LD纵向抽运固体激光器中的耦合系统

介绍了目前在LD纵向抽运的固体激光器中可以采用的各种耦合系统，分析了它们的优缺点及适用范围，重点研究了排球面柱透镜系统和透镜导管耦合系统。     

LD泵浦Yb∶YAG固体激光器研究进展

Yb3+离子掺杂YAG晶体(Yb∶YAG)作为一种性能优良的激光晶体已广泛应用于高效、 高功率激光领域,在光纤温度传感器、激光切割钻孔以及军用领域都具有重要的应用价值。本文分析了Yb∶YAG作为激光增益介质的优势,对近年来国内外激光二极管泵浦Yb∶YAG激光器的研究进展进行了总结,分别介绍了Yb∶YAG透明陶瓷激光器、掺镱光纤激光器,可调谐Yb∶YAG激光器、Yb∶YAG薄片激光器以及双波长Yb∶YAG激光器的最新研究情况,并对其发展前景进行了展望。     

10 W～10 kW二极管抽运固体激光器

1　引言　　输出功率达几千瓦的灯抽运固体激光器。已用于工业应用 ,并将在一些领域替代CO2 激光器。至少在连续波和长脉冲运行方式中 ,这种激光器的发展已大体完成。短脉冲系统 (皮秒和飞秒范围 )仍需要为达到工业应用所需要求而努力。此外 ,除科研领域外 ,还不能确定是否有对飞秒激光的需要。下一个飞跃是以二极管代替灯抽运。尽管多年前就在实验室实现了千瓦级系统 ,发展工业水平的步伐仍然缓慢 ,其原因主要是 :可靠性、二极管寿命和二极管价格。其优势在于 :·总效率高 (3%→ 1 0 % ) ;·寿命长 (5 0 0小时→ 1 0 0 0 0小时 ) ;·能耗…     

千瓦级激光二极管抽运热容固体激光器

开展了热容激光二极管(LD)抽运固体激光器理论和实验研究工作,进行了抽运源耦合结构的光线追迹和优化设计,针对热容工作模式下激光介质的激光特性进行了初步理论分析,数值模拟了不同抽运条件下激光介质的增益分布及温度梯度、应力梯度,确定了激光器的安全运行条件。初步完成了热容激光器实验平台的建立:采用两个220 Bar的激光二极管面阵对直径为50 mm,厚度为15 mm的Nd∶GGG晶体进行抽运,耦合方式为微透镜准直加正交柱透镜组,耦合光斑的大小为30 mm×30 mm,谐振腔采用平平腔,实验结果表明该激光器在平均抽运功率为8100 W的激励条件下获得了1385 W的激光输出,光-光转换效率约为17%。     

高功率固体激光器研究的新进展

本文主要介绍近年来高功率固体激光器研究的一些新进展和关键技术，分别对高功率、高光束质量板条固体激光器，高功率、高效率管状固体激光器，高功率二极管泵浦固体激光器作了评述和分析。指出高功率固体激光器的发展前景是光明的。     

M~2≤1.14的LD抽运的Yb:YAG微晶片激光器

采用国产1W的InGaAs激光二极管(LD),掺杂浓度为10at.-％的Yb:YAG微晶片(φ5mm×0.6mm),室温下获得了输出功率91.5mW,波长1.049μm的基模激光连续输出,光束质量M~2≤1.14,斜率效率为30％。在晶体制冷情况下,获得了111mW的激光输出,斜率效率达40％。     

M2≤1.14的LD抽运的Yb∶YAG微晶片激光器

采用国产1 W的InGaAs激光二极管(LD),掺杂浓度为10 at.-%的Yb∶YAG微晶片(φ5 mm×0.6 mm),室温下获得了输出功率91.5 mW,波长1.049 μm的基模激光连续输出,光束质量M2≤1.14,斜率效率为30%.在晶体制冷情况下,获得了111 mW的激光输出,斜率效率达40%.     

LD抽运Nd:GGG热容激光器实验研究

报道了激光二极管抽运单片NdGGG热容激光器,实验获得平均输出功率为1.49 kW的激光输出,光-光转换效率为24.1%.同时对介质不同截面内抽运光、温度及温度梯度分布的瞬态三维分布进行了计算模拟.     

LD泵浦固体激光器的光谱匹配问题

实验研究了LD泵浦Nd:YAG固体激光器的光谱匹配问题,如匹配方法、匹配效率、匹配chirp现象等:考察了LD光谱随温度、电流、时间的变化,讨论了这些变化对光谱匹配效率的影响。     

LD泵浦8.7 kW固体热容激光器实验研究

设计了高功率固体热容激光器实验装置。采用二极管阵列泵浦Nd:GGG晶体腔内串联的方式,对激光器的输出特性进行了实验研究,得到输出平均功率8.7 kW,光光效率20%。获得了增益介质内的荧光分布,利用干涉测量法测量干涉条纹表征增益介质受热后折射率变化造成的畸变。     

1.47μm LD泵浦掺铒光纤放大器的实验研究

本文报道了采用国产器件进行的1.47μm激光二极管(LD)泵浦的掺铒光纤放大器的实验结果。采用模场匹配技术使标准单模光纤(MFD=9.125μm)与掺铒光纤(MFD=3.88μm)之间的熔接损耗降至0.2dB。研究了放大器的增益特性,获得了24dB的小信号增益。     

二极管侧面泵浦连续固体激光器的研究

本文详细介绍了一个台量大输出功率的37W的二极管侧面泵浦连续固体激光器。并对不同输出功率下的光束质量进行了测量,同时还测量了冷却水温对激光器输出功率的影响。     

高功率二极管泵浦固体激光器研究的新进展

本文对高功率二极管泵浦固体激光器和相关技术研究的新进展作了报道和分析。     

半导体侧面泵浦固体激光器均匀性的计算和分析

建立了半导体侧面泵浦固体激光介质内泵浦光能吸收分布情况的数值模型。模拟计算了不同泵浦参数下棒状介质和板条介质内泵浦光能的吸收分布,计算结果和有关实验结果符合得很好。得出了半导体侧面泵浦机构中介质尺寸、介质吸收系数和半导体激光器发光面到介质泵浦面距离这三个参数对泵浦均匀性的影响,比较了棒状介质和板条介质在半导体侧面泵浦应用中的优劣。     

双波长腔外同步和频355nm准连续全固态激光器

为了获得能够实用化的大功率355nm准连续全固态激光器,采用同一台双通道射频驱动源对准连续1064nm激光器和532nm激光器中的声光Q开关同时进行调制的方法来实现二者的同步,通过消色差透镜将1064nm光和532nm光同时耦合到Ⅱ类相位匹配LBO晶体进行和频产生355nm紫外激光。在总注入电功率为436W、重复频率为6kHz时,355nm激光最大输出功率6.8W,脉宽为67ns,总转换效率为1.56%。结果表明,采用双波长腔外同步和频的方法可以获得大功率355nm准连续激光输出。     

LD泵浦OF耦合NYAB自倍频激光器的初步研究

研制出国内第一台LD泵浦OF耦合NYAB自倍频激光器,产生0.531μm的线偏振绿色激光。基横模运转,阈值泵浦功率为14mW,输出功率达3.6mW,斜效率达3％,偏振度大于99.8％。     

免调试固体激光器的研究

描述了一种新型的免调试激光装置.它采用定向棱镜作为谐振腔的全反镜,在固体激光器中安装后不经调试就能实现激光运行,它具有抗失调能力强、远场光场能量集中、发散角小的特点,角度失调允量±20°,棒轴平移量为D/4,发散角小于3mrad.在100Hz高重复频率运行时,单脉冲Cr4+:YAG晶体被动调Q输出能量达到300mJ,且光场分布均匀.     

LD泵浦的全固态激光器的单频实现方法

由于“绿光问题”的存在,使得全固态腔内倍频激光器的应用备受限制。本文详细分析了用单纵模法实现全固态腔内倍频激光器单频输出的各种方法和实验装置。