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。     

基于半开放腔的可调谐多波长随机光纤激光器研究

提出了一种具有可调谐特性的半开放腔多波长随机光纤激光器,利用单模光纤和环形结构组成半开放腔结构,通过改变布里渊抽运激光波长实现输出随机激光的可调谐特性。结果表明,当布里渊抽运波长为1550.01 nm时,该激光器最多可以实现4个波长的随机激光输出,且可以通过控制掺铒光纤放大器的输出功率来精确控制输出随机激光波长数目,其一阶至四阶斯托克斯光的阈值功率分别为12、31.6、73、610 m W。其中,一阶斯托克斯光的斜率效率可达12.5%。固定掺铒光纤放大器的输出功率为631 m W时,随着随机分布反馈光纤长度的增加,随机激光输出功率成指数下降。该激光器的输出波长可在1528~1580 nm的波长范围内调谐。此外,半开放腔的结构设计有效地消除了输出光谱中奇数和偶数阶斯托克斯光的峰值功率差异。     

基于新型两级集成光学声光可调谐滤波器的环形腔掺铒光纤激光器

设计了一种以新型两级集成光学声光可调谐滤波器(IAOTF)为调谐元件的环形腔单偏振输出可调谐掺铒光纤激光器,它具有结构简单、调谐方便、调谐速度快和调谐范围大的优点。在对该集成光学声光可调谐滤波器滤波特性进行分析的基础上,在忽略放大的自发辐射(ASE)和激发态吸收情况下,对该激光器的特性参量如线宽、输出功率、斜率效率、阈值抽运功率等进行了分析。当抽运功率为100 mW,射频为175 MHz时,激光器输出中心波长为1550 nm,最大输出功率约6.34 mW,斜率效率为7.19%,半峰全宽(FWHM)为0.1 nm。当声波频率每改变0.1 MHz时,激光器输出中心波长改变约为0.88 nm,由于集成光学声光可调谐滤波器的滤波范围很大(当声波频率变化20 MHz时,滤波范围为180 nm),所以激光器的调谐范围仅取决于掺铒光纤的增益带宽。     

波长可调谐掺铒光纤激光器的特性研究

利用我们已经研制成功的不依赖于偏振的声光可调谐滤波器(AOTF)作为调谐元件,提出一种新型的线性腔的波长可调谐掺铒光纤激光器.这种激光器的结构简单,调谐范围可达60nm,而且调谐速度快,调谐非常方便. 从三能级速率方程出发,结合线性腔的激光器理论及调谐器件AOTF的滤波原理,从理论上对这种激光器的输出特性进行了分析,得到输出功率、抽运阈值功率和斜率效率随波长变化的解析式.计算了满足位相匹配条件的中心波长分别为1533 nm,1553 nm及1570 nm时激光器输出功率随波长的变化.当抽运功率为40 mW时,输出功率约为6.7 mW,抽运阈值功率为4.3 mW,3 dB线宽约0.7 nm,而且不同中心波长的激光输出稳定.通过调节抽运功率、降低损耗以及改善滤波器性能等方式,可以将3 dB线宽减少至0.4 nm.(OD5)     

可调谐全固态Nd:YVO4/LBO倍频连续671nm环形激光器

描述了一种可调谐全固态Nd:YVO4/LBO倍频连续671nm环形激光器的结构参数和相关实验研究。激光器采用四镜环形腔结构,利用880nm激光二极管(LD)端面抽运YVO4-Nd:YVO4复合晶体和Ⅰ类相位匹配的LBO倍频方式,加入TGG旋光器和λ/2波片组成的光学单向器实现单向运转,通过对法布里-珀罗(F-P)标准具角度和腔镜压电晶体电压的调节实现了激光输出波长671nm附近的调频。在抽运功率为23W,吸收抽运功率为14.5W时,输出单频671nm连续红光最高功率为1.08W,光-光转换效率为7.4%;加标准具调谐时,获得了最高功率为738mW的可调谐红光输出。     

880nm同带泵浦的高效率Nd:YVO4自拉曼激光器

利用880 nm半导体激光器同带泵浦声光调Q Nd:YVO4自拉曼激光器,以减轻热效应对泵浦功率的限制和对拉曼增益的影响,获得高效的1 176 nm一阶斯托克斯光输出。使用两块长度10 mm的Nd:YVO4晶体作为增益介质,脉冲重复频率190 kHz时,在26.8 W入射泵浦功率下获得6.11 W的平均输出功率,光光转换效率22.8%。实验研究了拉曼增益介质长度对输出功率和转换效率的影响,并对自拉曼激光器输出功率曲线中出现凹陷的原因进行分析,认为凹陷并非源自谐振腔稳定性,而是由于增益较弱的斯托克斯光对于谐振腔失调的敏感性所致。对照试验结果显示,与808 nm传统泵浦方式相比,880 nm同带泵浦下自拉曼激光器的输出功率和转换效率得到明显提高。     

外腔全固态连续波PPMgLN光学参量振荡器与受激拉曼散射

利用1064nm波长的全固态连续Nd:YVO4激光器作为抽运源,采用周期调谐技术,对PPMgLN晶体准相位匹配的全固态连续波光学参量振荡器(CW OPO)宽波段连续调谐输出特性和伴随输出的受激拉曼(Raman)散射进行研究。实验在多周期PPMgLN晶体的基础上,采用连续工作模式、单谐振和外腔结构。实验结果表明,全固态CW OPO实现了信号光在1435.9～1670.2nm近红外波段和闲频光在4185.0～2970.4nm中红外波段连续调谐输出;在30.5μm周期处,抽运功率达到11.79W时,获得最大总输出功率4.29W,光光转换效率达到36.4%;在28.5、30.0、30.5μm处同时有受激Raman散射光伴随输出;增加Raman散射的损耗,可以提高CW OPO闲频光的输出功率,在3451nm处获得最大输出功率1.98 W,光光转换效率达到16.8%。实现了外腔式全固态CWPPMgLN OPO在信号光和闲频光波段的高功率连续调谐输出,伴随输出的Raman散射对CW OPO的闲频光有重要影响。     

LD抽运Nd∶YVO_4平行平面腔激光器中的激光输出功率凹陷

研究了激光二极管 (LD)抽运的Nd∶YVO4 平行平面腔激光器在不同热透镜焦距时的输出功率特性曲线。发现输出功率曲线中的凹陷现象 ,对它进行了分析 ,指出了热透镜效应和腔长对激光输出特性的复杂影响。     

多功能CO2激光器及其应用

研制成功多功能CO2激光器。该激光器输出TEM00高斯基模,输出波长在9.2-10.8μm范围内能够调谐,可以输出9P、9R和10P、10R支跃迁谱带的谱线共计30余条;能够以连续放电方式运转输出连续激光,输出功率5W左右（腔内不加声光调制器时输出25W）,也可以运转在脉冲放电方式输出＂长＂脉冲激光,还可以在连续放电运转条件下经过腔内Q突变方式输出＂短＂脉冲激光;在以脉冲方式工作时,可以选择单脉冲方式输出,也可以选择最高频率为10kHz的重复脉冲,激光脉宽（FWHM）可以在百纳秒至几十毫秒量级范围内变化,最高峰值功率超过数千瓦。该激光器在科研、教学以及激光医学等很多领域都具有实际应用价值。     

LD抽运Nd:YVO4平行平面腔激光器中的激光输出功率凹陷

研究了激光二极管(LD)抽运的Nd:YVO4平行平面腔激光器在不同热透镜焦距时的输出功率特性曲线.发现输出功率曲线中的凹陷现象,对它进行了分析,指出了热透镜效应和腔长对激光输出特性的复杂影响.     

大功率波长可调谐包层泵浦稀土掺杂石英光纤激光器

叙述了具有高连续波输出功率以及在1、1．5和2μm光谱范围内具有宽波长调谐能力的包层泵浦石英光纤激光器的寺设计和性能。在多瓦功率电平下，经由包含衍射光栅的外腔提供的波长相关反馈，将Yb掺杂光纤激光器从1027nm调谐至1105nm。同样，在多瓦输出功率电平下，分别在Er-Yb共掺杂和Tm掺杂石英光纤激光器中获得高输出功率以及1540～1600nm和1860-2090nm的宽波长可调谐能力。在较低功率电平下，将Nd掺杂光纤激光器从1057nm调谐至1118nm。考虑了限制因素和未来性能改进的前景。     

半导体激光器外色散腔调谐、选模

用外色散腔对室温下连续工作的GaAs-AlGaAs双异质结条形激光器进行了选模、调谐的实验研究。在工作电流为阈值电流的1.0～1.2倍时,得到线宽不大于0.2埃的单纵模输出。调谐范围为30～50埃。单面输出功率是未选模时的1.5倍以上。同时观察到外色散腔中半导体激光器输出特性的改善:阈值电流降低;单面输出的外微分量子效率增加;单面输出功率和输入电流关系曲线中的扭折向高功率方向移动。     

垂直外腔面发射半导体激光器的双波长调控研究

报道了一种结构紧凑的垂直外腔面发射激光器（Vertical-External-Cavity Surface-Emitting Laser,VECSEL）及其双波长调控。通过调控泵浦光功率,实现了VECSEL输出的两个激光波长之间的相互转换,双波长的间隔接近50 nm。VECSEL的输出功率曲线呈现明显的两次翻转,翻转点对应了激射波长的转换。这是由于泵浦功率变化改变了增益芯片内部的温度,进而通过热调谐使得发光区增益峰值被调谐到腔模的不同位置。在0℃时,每个激射波长的最大输出功率都在1.5 W以上。随着泵浦功率的改变,激射波长可以在950 nm和1000 nm之间切换,同时还可以在1.5 W以上的功率水平下实现双波长同时激射。这种可切换波长及双波长同时激射的VECSEL器件在光调制、差频等领域有较大应用潜力。     

频率可调半导体抽运单向非平面环形腔单频固体激光器

采用带有角椎棱镜的非平面环形腔激光器实现单频激光输出,在抽运功率为1 W时,单频激光输出功率达230 mW.斜率效率51%.应用压电陶瓷调节腔长,可以得到560 MHz的调谐带宽.     

612nm He-Ne兰姆凹陷稳频激光系统

研制了外腔式单频兰姆凹陷612nm He-Ne激光器。激光输出端输出功率≥0.2mW,单频调谐范围为680MHz。稳频激光系统以PZT为执行元件,以兰姆凹陷中心频率为参考,用稳频系统锁定于凹陷中心。     

有外色散腔的GaInPAs/InP异质结激光器在1.3微米波段上可调谐连续运转

研究了有外腔的GaInPAs/InP半导体激光器，在1.3微米波段中连续可调谐振荡的条件。得到了输出功率为4亳瓦的可调谐窄带振荡条件。并指出：在最大振荡功率水平一半处，可调谐范围为24亳微米。     

高功率、宽调谐掺Tm光纤主振荡功率放大器

输出波长位于2μm附近的可调谐掺Tm激光器在光通信、激光雷达、环境监测等领域都有广泛的应用。介绍了基于主振荡功率放大(MOPA)方式的高功率、宽调谐掺Tm光纤放大器的实验研究。其中,主振荡系统采用闪耀光栅的Littrow衍射提供外腔反馈和波长选择,实现了调谐范围超过160nm(1921～2084nm)的低功率激光输出。为提高该激光器的输出功率,采用MOPA方式对其进行一级放大,实现了高功率、宽调谐激光输出。调谐范围大于140nm(1936～2081nm),且在大于100nm(1962～2066nm)范围内输出功率均超过54W。在中心波长1981nm处,获得功率为77.4W,斜率效率为34.4%的高功率激光输出。     

宽带可调谐掺Yb3 光纤环形腔激光器

讨论了利用腔内偏振控制器(PC)在掺Yb^3 光纤激光器中实现连续可调谐激光输出的机理,采用976nm半导体激光器(LD)作为抽运源,高掺杂浓度掺Yb^3 光纤作为增益介质,调整腔内PC,得到连续调谐宽度达20nm(1030～1050nm)、线宽小于0．2nm的输出光脉冲,激光阈值为40mw。在输入功率为110mw、输出耦合比为90：10时,最大输出功率为6．5mw,斜率效率为10％。与其他结构光纤激光器相比,这种全光纤结构具有更高的效率和更好的稳定性,且在整个调谐宽度范围内,激光输出功率具有很好的平坦度。     

部分端面抽运混合腔Nd:YVO4板条激光器实验研究

对部分端面抽运的混合腔Nd:YVO4板条激光器进行了实验研究,利用自制的5条激光二极管阵列堆LD Stack,抽运光经波导整形系统整形后入射至晶体,采用柱面镜混合腔结构成功得到1.064μm偏振连续激光输出,斜效率可达44%。输出激光功率3.5W时,测得非稳腔和稳腔两个方向的M2因子为1.28和1.73;在输出激光功率为38W时,测得的两个方向的M2因子为1.56和1.78。实验结果表明,该激光器具有极佳的热效应,能够在高功率运转时保持高功率高光束质量的激光输出,输入－输出功率曲线没有出现平顶或弯曲的迹象,该激光器的仍然有很大的提升余地。     

基于注入锁定技术的单频连续高功率1342 nm Nd:YVO4激光器

研究了一种基于注入锁定技术的888 nm半导体激光器(LD)泵浦的高功率单频可调谐1 342 nm Nd:YVO₄激光器。采用最大输出功率20 mW分布式反馈单频半导体1 342 nm激光器作为注入种子,利用lock-in (LI)技术,对LD端泵的Nd:YVO₄环形腔激光器进行种子注入,实现了单频可调谐激光输出。激光器最大平均输出功率为13.9 W,测量的线宽为41 MHz,调谐范围为1 341.677 4～1 341.802 5 nm。x轴和y轴的光束质量M²因子分别为M_x²=1.30和M_y²=1.23。实验结果表明：与先前文献报道的注入锁定1 342 nm可调谐激光的结果相比,所需种子功率大幅减小,输出功率也有所提升。