Nd:YVO_4微片激光器的光谱稳定控制实验研究北大核心

研究了控制单纵模Nd:YVO_4微片激光器光谱稳定的方法,实现了在不同LD泵浦电流条件下单纵模Nd:YVO_4微片激光器的波长稳定输出。首先,分析了泵浦电流、温控温度与晶体温度、输出激光波长的关系,发现在不同泵浦电流条件下,适当调节温控温度控制Nd:YVO_4微片晶体的温度变化,能够实现激光光谱的稳定控制。最后,通过实验验证了该方法的有效性,并获得激光输出功率随泵浦电流变化的非线性关系。     

354.7 nm的产生及其泵浦的可调谐染料激光器

用和频的方法从Nd:YAG激光器中产生出三次谐波,输出功率为1.7兆瓦,并用它泵浦了染料激光器。染料激光的波长可调谐范围为409.3～682.3 nm。Coumarin47染料的中心波长450.0 nm处的峰值功率大于0.60兆瓦。仅用Coumarin152一种染料,调谐范围宽达104.2 nm,与其荧光谱线宽度120.0 nm相近。     

3547埃的产生及其泵浦的可调谐染料激光器

用和频的方法从Nd:YAG激光器中产生出三次谐波,输出功率为1.7兆瓦,并用它泵浦了染料激光器。染料激光的波长可调谐范围为4093～6823。Coumarin47染料的中心波长4500处的峰值功率大于0.60兆瓦。仅用Coumarin152一种染料,调谐范围宽达1042,与其荧光谱线宽度1200相近。     

12.5焦耳电子束泵浦KrF激光器

研制成一台电子束泵浦的KrF激光器。在激活体积为1.5升,Ar、Kr和F_2的总气压为3大气压条件下,获得激光输出能量为12.5焦耳。并研究了各种参数对激光输出的影响     

体布拉格光栅反射率对外腔半导体激光阵列输出光谱的影响

采用记录在光致热敏折射率玻璃中的反射型体布拉格光栅作为反馈元件构成外腔半导体激光阵列,对其输出光谱特性进行了实验研究,分析了快轴准直透镜的位置对外腔反馈耦合效率的影响。实验结果表明,在体布拉格光栅外腔反馈作用下,半导体激光阵列输出光谱中心波长得到锁定,同时输出线宽显著变窄。重点研究了体布拉格光栅的反射率对外腔反馈半导体激光阵列输出光谱特性以及激光器效率的影响。实验结果表明,体布拉格光栅反射率的增加可提高半导体激光阵列内腔模式的抑制效果,提高输出光谱对比度,减小输出光谱线宽。使用反射率为30%的体布拉格光栅,可将半导体激光阵列的输出波长锁定在808nm附近,输出光谱线宽压缩至0.18nm。外腔半导体激光器的输出功率达24.8W,效率为82.6%。     

2μm波长Tm,Ho:YLF微片激光器的实验研究

通过钛宝石激光器泵浦Tm,Ho:YLF微片,获得90mW的2μm波长激光连续输出。得到了泵浦功率和输出功率之间的关系以及泵浦光与振荡光之间的转换效率关系。同时也给出了温度对激光输出效率的影响。     

2μm波长Tm,Ho∶YLF微片激光器的实验研究

通过钛宝石激光器泵浦Tm,Ho∶YLF微片,获得90mW的2μm波长激光连续输出.得到了泵浦功率和输出功率之间的关系以及泵浦光与振荡光之间的转换效率关系.同时也给出了温度对激光输出效率的影响.     

色散泵浦对受激布里渊散射反射率的影响

将宽带KrF激光通过棱镜进行色散,在气压约为2×106Pa的SF6介质中进行受激布里渊散射的实验研究.通过与没有经过色散的KrF激光进行对比,得到经过色散后的KrF激光作为泵浦光比没有经过棱镜色散的KrF激光作为泵浦光产生SBS的反射率高.     

连续激光泵浦重水气体分子产生THz激光辐射的阈值分析

利用连续运转二氧化碳激光器的9R(22) 输出谱线泵浦重水气体(D2O)分子可以产生波长为385微米,频率为0.78THz的连续激光辐射输出,采用半经典理论分析方法并结合三能级系统模型可以对此激光过程进行有效的分析,通过合理的近似简化了求解过程,得到了光场中太赫兹激光信号增益系数Gs和泵浦光信号吸收系数Gp的解析表达式,通过对求解结果的分析,计算出产生THz激光振荡的泵浦阈值条件为6.24×10-3W/mm2,一般情况下,在泵浦激光输出光斑面积为0.25mm2时,要求泵浦激光谱线的输出功率达到1.6mW以上才能形成THz激光辐射。     

石墨—金属结构Ar~ 激光器的设计考虑

Ar~ 激光器的辐射波长位于接受灵敏度最高的可见光蓝绿部分和紫外区,且在此波段范围内目前连续输出功率最高。因此在全息、大屏幕显示、水下通信、信息处理,喇曼光谱、医疗、染料激光泵浦源等方面有着广泛的应用。Ar~ 激光器通常运行于低气压、高电流密度的弧光放电状态。等离子体管壁温度高(常高于1000℃),管内气压清除严重,而且输出功率随放电电流密度增加至少是平方关系。所     

N_2激光泵浦混合染料双频激光及其双频调谐特性

报道用N_2激光泵浦混合染料溶液以获得双频可调谐激光输出的实验研究。考察了双频激光辐射强度随混合溶液中受体染体浓度的变化,以及双频激光波长调谐范围随混合浓度比的变化。     

1.57 μm内腔式KTP光学参量振荡器

为了获得1.57μm人眼安全激光输出,采用了一种声光调Q激光二极管（LD）端面抽运的Nd ∶GdVO4全固态激光器作为抽运源的人眼安全波长内腔式KTP光学参量振荡器,获得1.57μm人眼安全激光输出。在注入泵浦功率为6.33 W,重复频率为15 kHz时,1.57μm激光平均输出功率达到405 mW,此时由二极管注入泵浦光至OPO信号光输出功率的转换效率达6.4％;在重复频率为5 kHz时,其脉冲宽度约为2 ns,峰值功率达18.9 kW。在重复频率为15 kHz时,信号光脉冲宽度比消耗后的泵浦光脉冲宽度压缩了13.6倍,比泵浦光脉冲压缩了16倍。实验发现1.57μm的OPO信号光输出功率随脉冲重复频率的增加而有效地增加,此类光参量振荡器有效地压缩了激光脉冲。     

激光二极管泵浦高效Nd：YVO_4激光器特性研究

报道了激光二极管泵浦高效Ｎｄ：ＹＶＯ４激光器输出功率及波长特性的研究。基频光输出２３０ｍＷ，光－光转换效率为４５％。对激光输出波长和泵浦功率的关系进行了研究，发现激光器的输出波长随泵浦功率的平均变化率约为１．０５×１０－３ｎｍ／ｍＷ。利用ＫＴＰ腔内倍频获得２９．８ｍＷ的绿光输出，光－光转换效率为１２．４％。     

波长扫描激光器光谱线宽的动态测量技术研究

波长扫描激光器是光纤传感和光学相干层析技术中的关键部件,其动态输出光谱特性决定了传感与成像系统的分辨率水平。采用改进的外差法和电光调制器(EOM)法对自制的波长扫描激光器的输出光谱进行动态测量,得到光谱线宽(反映光源的相干性)及其与波长扫描频率的关系。结果表明,输出光谱线宽随着波长扫描频率增大而增加,EOM法比外差法测得的光谱线宽略大,波长扫描频率为60 k Hz时,外差法测量激光器输出光谱线宽在4.9 pm,EOM法测得为37 pm。     

体布拉格光栅外腔半导体激光器前端面反射率对输出光谱特性的影响

采用反射式体布拉格光栅(VBG)实现半导体激光锁频是激光技术应用中的关键技术之一，进一步压窄半导体激光的输出光谱线宽、提高外腔效率是研究重点。采用微通道水冷半导体激光模块，利用衍射效率为18%的VBG构建激光外腔，分析了前端面反射率分别为0.02%、0.20%、0.40%时的输出光谱与外腔效率。研究结果表明，半导体激光前端面反射率的降低能够进一步优化半导体激光器的输出光谱，提高外腔效率，压窄输出光谱线宽，实现大驱动电流范围的激光锁频。对于前端面反射率为0.02%的半导体激光器，激光输出中心波长锁定在779.8 nm处，光谱线宽压缩至0.08 nm，温漂系数为6.25 pm·℃^-1，电流漂移系数为0.9 pm·A^-1，外腔效率达到106%，连续输出功率达到127 W。     

微片激光器阈值附近的输出光谱特性研究

为了确定激光晶体在不同温度下的自发辐射光谱 (荧光谱),实验研究了阈值附近微片激光器的输出 光谱特性。当抽运功率略小于阈值时,微片激光器输出经干涉的自发辐射光;当抽运功率大 于阈值时,微 片激光器输出激光。测量了激光阈值与晶体温控的关系,结果表明激光阈值随晶体温度的升 高而增加,其 变化率为0.017W/℃。在不同温控条件下,对阈值以下的自发辐射光 谱包络进行了拟合测量,结果表明随 着晶体温度的升高自发辐射光谱包络峰值降低,下降率为0.681%/℃ ;光谱包络中心波长发生红移,漂移率为3.1pm/℃。     

泵浦线宽和波长飘移对全固态Tm激光器性能的影响

为了研究泵浦带宽和波长飘移对全固态激光器的影响,进行了光谱分析和热效应分析,该分析是在准三能级Tm:YAG激光器上进行的。提出光谱模型和晶体热模型,用来研究不同泵浦带宽下Tm激光器的效率和热效应。在Tm激光实验中,结构紧凑、高效率的键合Tm激光器得到验证,中心波长输出在2 013.2 nm。这一激光器的泵浦源是0.1 nm窄线宽的光纤耦合激光二极管,其输出波长是784.9 nm。最大输出功率为7.96 W,斜率效率为62.5%,光-光转换效率为53.3%。当耦合透过率为3%时,激光功率从1.87 W增大到14.93 W,激光波长从2 013.25~2 014.53 nm飘移。当耦合透过率为5%时,输出波长从2 013.91 nm飘移到2 014.26 nm。尽管晶体的最高温度会稍有上升,但0.1 nm窄带宽泵浦可以有效提高激发效率,因此具有更高的激光效率。通过综合考虑泵浦带宽和波长飘移以及增益介质的光谱分布,该研究可以扩展到其他固体激光器来选择泵浦源,有助于实现高效的激光系统。     

染料棱镜环形激光器比较研究

研究了几种类型闪光灯和N2激光泵浦的棱镜染料环形激光器的工作特性。观察了达整个可见谱区的调谐范围，带宽从0.6亳微米至0.03微微米。闪光灯泵浦的装置在高输入能量下多模运转时，输出功率高达150千瓦，单模运转时输出功率为2千瓦，输出达到衍射极限，波长在若丹明6G的光谱范围内。     

宽谱平面阵列激光器的设计与实现

在二极管泵浦的固体激光器中,由于泵源的输出波长具有温漂特性,造成了与激光晶体吸收光谱的匹配性问题,使得泵浦效率降低,影响固体激光器的输出能量。为了避免该影响,项目组采用拓宽发射光谱覆盖范围的设计思路,开展了宽光谱平面阵列的研制工作。本文分别完成了6芯平面阵列的建模、阵列中心波长的设计、以及基于高斯光谱模型的双波长叠加的仿真工作;同时采用(2.0 nm、2.4 nm、2.8 nm、3.2 nm)四个波长间隔的芯片进行了实验验证。结果表明：在波长间隔为2.0 nm和2.4 nm时,叠加后光谱呈现单一峰状态;在波长间隔为2.8 nm和3.2 nm时,叠加光谱呈现峰谷分布,相应峰谷比的测试值分别为1.03和1.14,设计仿真与实验结果基本一致。本文为宽光谱阵列激光器非温控泵浦结构的量化计算提供了思路。     

布里渊单模光纤环形腔激光器实验研究

实验研究了布里渊单模光纤环形腔激光器(BSFRL)的输出功率、输出光谱和输出时域特性。通过对激光输出功率和光谱特性与构建激光器的光纤长度和输出耦合器的反馈耦合比关系的研究与分析发现,当构建的BSFRL的输出耦合器反馈耦合比为0.4、光纤长度为1.5 km时,BSFRL具有低泵浦阈值、高转换效率和稳定的单模激光输出,此时激光器的泵浦阈值约为3 mW,光-光转化效率为65%。通过调节偏振控制器,得到稳定的锁模脉冲输出。讨论了BSFRL的时域不稳定性并给出了相应解释。