脉冲电光调Q 1.319μm Nd:YAG激光技术

Nd:YAG激光器输出的1.319μm激光在众多领域有重要应用,但目前研究重点集中在连续或准连续输出.采取对腔镜镀高选择性膜及使用色散棱镜等措施抑制1.064μm波长振荡、输出1.319μm激光,分别在自由运转及电光调Q两种情况下作了Nd:YAG激光器输出1.319μm波长的实验,得到调Q输出脉冲最大能量56 mJ,脉宽36 ns,斜效率0.2%,激光发散角2.5 mrad,输出能量不稳定度约4%,使用KTP倍频晶体得到660 nm红光输出.结果表明,用此方法实现电光调Q 1.319 μm脉冲激光及其倍频光输出切实可行,具有重要应用潜力.     

二极管泵浦被动调Q激光器研究取得新进展

报道了有关二极管泵浦掺N^3 激光介质,慢饱和吸收体Cr:YAG被动调Q激光器研究的最新进展。通过优化设计,Nd:YVO4/Cr:YAG结构激光器实现了高效稳定的1064nm调Q输出;首次报道了Nd:YVO4/Cr:YAG/KTP和Nd:YAG/Cr:YAG/LBO两种组合结合的被动调Q绿光激光器;对一台Nd:YAG／Cr:YAG红构红外激光器腔外倍频亦获得了高峰值的绿光脉冲输出。     

红光(660 nm)准连续Nd∶YAG内腔倍频激光器

介绍一种准连续Nd∶YAG倍频输出660 nm红光激光器.它采用平-平腔结构,设置声光Q开关,利用KTP晶体在1319 nm Nd∶YAG激光腔内倍频获得660 nm红光输出.最高输出功率,单端输出2 W,双端输出2.5 W. 激光器所用的Φ6×110 mm的Nd∶YAG晶体端面镀1319 nm和660 nm的增透膜.根据有关KTP晶体的相位匹配曲线,选定在波长为1319 nm时匹配方向的晶体角度为:θ=60.7°,Φ=0°.系统选用8 mm×8 mm×8 mm的KTP晶体,两端镀相应波长的增透膜.单端输出时,输出镜镀对660 nm高透射、对1319 nm高反射膜.为抑制1064 nm的生成,全反镜镀对1319 nm高反射而对1064 nm高透射膜.腔内设置镀1319 nm高透射、660 nm高反射膜谐波反射镜,与声光Q开关、聚光腔共同构成谐振腔,工作稳定.换置660 nm输出镜为1319 nm透射率3.74%输出镜,移出KTP晶体,测得1319 nm输出为40 W,估计腔内基频功率与红光输出功率的转换效率为2.6%.还观察到,声光Q开关对红光输出功率的影响很大,在重复频率为9.9 kHz时红光输出功率为最高.双端输出时,将单端输出的全反镜换置为660 nm的输出镜,拆除谐波反射镜,即可实现双端输出.(OC22)     

LD 脉冲泵浦被动调Q 窄脉冲大能量全固态激光器

利用Nd:YAG/Cr4+:YAG 键合微片激光晶体研制了被动调Q 大能量窄脉冲的全固态激光器,激光器采用脉冲激光二极管泵浦方式,设计了本振级和两级放大结构,分析了激光器系统的自激振荡和其抑制方法,在激光器本振级获得稳定脉冲激光输出的基础上,当两级放大器泵浦电流分别为83A 和85 A 时,获得了最大单脉冲输出能量为120 mJ,脉冲宽度为1.28 ns 的1 064 nm 激光输出,激光通过倍频后可得到65 mJ 的532 nm 绿光输出,其窄脉宽和高光束质量特性可为飞秒激光器啁啾放大提供良好的泵浦源。     

无温控多波长LD泵浦方棒状Nd∶YAG固体激光器

报道了一种多波长LD泵浦方棒状Nd∶YAG无温控固体激光器。激光器采用LD侧面泵浦方式,LD泵浦模块由四种不同中心波长的LD组合而成,常温25℃时,各bar条中心波长分别为802 nm、804 nm、806 nm、808 nm,LD模块光谱半高全宽为7 nm左右;工作介质为侧面双通方棒状Nd∶YAG键合晶体,通过控制光路可以增加工作介质的有效吸收长度;调Q方式为电光调Q;得到一种无温控固体激光器。该激光器在-40^+60℃温度范围内,可以无温控稳定输出能量≥40 mJ;输出激光水平方向发散角θ2 x=1.79 mrad,垂直方向发散角θ2 y=1.36 mrad;光束质量:M 2 x=4.858,M 2 y=2.697。     

LD泵浦全固体355nm紫外脉冲激光器

采用最大输出功率为1W的LD泵浦Nd：YAG，Cr^4 ：YAG被动调Q激光器，输出1064nm波长激光，经KTP腔外倍频和LBO腔外和频，得到355nm紫外脉冲激光。利用长聚焦的方法实现了高效全固体355nm紫外脉冲激光输出。基波1064nm平均功率为70mW时，得到紫外355nm输出平均功率为106μW，峰值功率约为635mW，且紫外光斑的椭圆度达0．91。     

LD端面抽运Nd∶YAG 1338 nm单波长激光器

通过LD端面抽运Nd∶YAG激光腔镜膜系的合理设计,抑制Nd∶YAG晶体最强跃迁对应的1064 nm波长和相邻的1319 nm波长的激光振荡,成功实现了1338 nm单波长激光输出。实验中对比了平平和平凹腔型,研究了连续运转和声光调Q模式下的激光输出。连续运转模式时,在12.9 W的抽运功率下,获得了最高3.25 W的1338 nm激光输出;声光调Q模式下,1338 nm激光的平均输出功率和脉冲宽度随着重复频率的减小而下降。在12.9 W的抽运功率下,当声光调Q重复频率从15 kHz减少到5 kHz,平均输出功率由2.8 W降低到1.9 W,对应的脉冲峰值功率由1.7 kW升高到5.4 kW。     

大能量短纳秒脉冲Nd：YAG激光

报道了一台大能量高光束质量激光二极管侧面泵浦的短纳秒脉冲Nd:YAG激光器。激光器包括纳秒电光调Q振荡器和两级侧面泵浦Nd:YAG棒状放大器。振荡级采用Nd:YVO₄晶体作为增益介质可减少热致双折射效应并降低腔内损耗。放大级采用两级串联放大的方式以提高放大倍数。最终，在脉冲重复频率为10 Hz时，获得了最大单脉冲能量为377 mJ、脉冲宽度为5.9 ns、平均光束质量因子为1.86的1064 nm激光输出。这种大能量、窄脉宽、高光束质量激光器有望用于远距离高精度的激光测距。     

基于石墨烯被动调Q Nd:YAG晶体微片激光器

设计了以石墨烯作为可饱和吸收体的被动调Q掺钕钇铝石榴石晶体(Nd:YAG)微片激光器。该激光器采用三明治结构,附有石墨烯薄层的YAG晶体紧密压贴于工作物质Nd:YAG晶体上,晶体端面镀膜作为端面镜构成平行平面谐振腔。采用光纤耦合输出激光二极管端面抽运技术,利用石墨烯的可饱和吸收作用,在注入功率为1.17 W时实现微片激光器的调Q运转,获得波长1064.6 nm,重复频率300~807 kHz可调,最小脉冲宽度75 ns的激光输出。激光器最大输出功率38.4 mW,最大单脉冲能量54.7 nJ。     

输出5 W的电光调Q Nd:YAG陶瓷激光器

研究了激光二极管(LD)侧向抽运的Nd:YAG陶瓷电光调Q激光器的激光输出特性.该激光器采用九组激光二极管线阵列(LDA)侧面紧密环绕均匀排布的抽运结构,并用微通道热汇冷却技术冷却.在电光调Q方式下,重复频率为100 Hz,抽运单脉冲能量为416 mJ时,用尺寸为φ5 mm×75 mm,掺杂原子数分数为1%的Nd:YAG陶瓷棒,获得50 mJ的1064 nm激光输出,脉冲宽度为12 ns,斜率效率达24%.并实验测量和分析了偏振片,KD*P晶体,四分之一波片等调Q器件的插入损耗.测量了输出激光时间波形和光斑的光强空间分布.     

可调谐脉冲钛宝石光纤激光器

报道了用脉冲调Ｑ－Ｎｄ：ＹＡＧ激光器倍频泵浦的掺钛宝石光纤激光器。在一根φ３５０μｍ×１１．２ｍｍ的光纤中获得了０．５ｍＪ的泵浦阈值、１５μＪ的输出能量以及５６．５ｎｍ的调谐范围。     

高能量1 ns Nd:YAG激光器系统

为了实现高能量、窄脉宽的输出,设计了一种半导体端面泵浦Nd:YVO4的主振荡器与功率放大器(MOPA)结构的Nd:YAG激光器。半导体端面泵浦布儒斯特切角Nd:YVO4晶体调Q主振荡器,获得了单脉冲能量0.16mJ,重复频率5Hz,脉冲宽度0.964ns的种子激光输出。通过使用光隔离器和端面切角的Nd:YAG晶体,避免了Nd:YAG双通预放大器的ASE效应,获得了单脉冲能量88mJ,脉宽0.972ns的激光输出。通过空间滤波器后,两级主放大器单通放大后,最终获得了单脉冲能量大于3.25J,脉宽1.051ns,M2为1.9,不稳定度小于±3%ns激光放大输出。     

3.76 μm中红外激光参量振荡器

在电光调 Q,灯抽运 1.0 6 μm Nd:YAG激光抽运下 ,以 L i Nb O3 晶体为工作物质 ,利用光参量振荡技术成功实现了 3.76 μm中红外激光输出 .重复频率 5Hz时 ,单脉冲能量达 7m J.     

中红外砷酸钛氧钾光参变振荡器的实验研究

为了得到高能量中红外激光输出,对电光调Q灯抽运1064nm Nd:YAG抽运复合腔砷酸钛氧钾(KTA)光学参变振荡器(OPO)作了实验研究,在工作频率1Hz时得到OPO输出单脉冲能量6mJ,信号光脉宽10ns,闲频光波长407nm,能量11mJ.在5Hz～40Hz范围单脉冲能量随重复频率增高而降低.实验中采用的复合腔抽运技术有利于提高转换效率,降低起振阈值.使用上述光源对中红外成像器件作实验,在成像系统监视器上观察到激光光斑.这一结果对中红外激光器的研究是有帮助的.     

热退偏损耗完全补偿的千赫兹电光调Q Nd:YAG激光器

为了同时补偿固体增益介质的热致双折射及热透镜效应,进一步提高重复频率1 kHz激光二极管(LD)侧向抽运高平均功率电光调QNd∶YAG激光器的输出功率,设计了一种完全消除热退偏损耗的双调Q开关谐振腔结构,此结构在传统调Q谐振腔的基础上沿着偏振片的退偏方向增加了一个调Q谐振支路,并使得激光从增益介质方向输出.实验结果表明,此激光器的单脉冲能量比单Q开关结构的非补偿腔输出能量高出74.7%.当侧面抽运的激光二极管输出脉冲能量达到307 mJ时,激光输出能量达到26.2 mJ,光-光转换效率为8.5%,光束发散角为1 mrad.     

双调Q开关热退偏补偿全固态激光器

为了有效地补偿激光二极管(LD)侧向抽运1000 Hz重复率电光调QNd:YAG激光器棒状增益介质内存在的热致双折射损耗,设计了一种新颖的双调Q晶体开关复合谐振腔结构。实验结果表明,设计的双调Q晶体开关结构Nd:YAG激光器输出激光脉冲能量比单调Q晶体开关结构的非补偿腔输出能量提高了56％,当侧面抽运半导体激光器输出功率达到450 W时,激光输出达到30 mJ/pulse,输出光束偏振度优于10:1,激光脉冲宽度约14 ns。并获得6．7％的光一光转换效率。通过对双调Q开光激光谐振腔进行建模,并用求解速率方程对其特性进行理论分析,所得的计算结果与实验结果基本吻合。     

电光调Q双脉冲输出Nd:YAG全固态激光器

设计了激光二极管(LD)双端面抽运传导冷却复合Nd:YAG晶体电光调Q激光器,实现脉冲间隔可调的双Q脉冲输出。用两个光纤耦合输出的LD模块作为抽运源,偏硼酸钡(BBO)晶体作为Q开关,在一个抽运周期内两次启动Q开关,获得脉冲能量大于14mJ,脉宽小于等于18ns,脉冲间隔200～230μs可调的双Q脉冲输出,激光器重复频率50Hz,光-光转换效率达到24%。探索了用磷酸二氘钾(KD*P)调Q晶体开关实现稳定双脉冲输出的可行性,通过抑制压电环效应,消除子脉冲现象,最终获得脉冲能量约11mJ,脉宽小于等于18ns。     

镁橄榄石可调谐激光的研究

本文报道了室温下镁橄榄石可调谐激光的实验结果。采用调QNd∶YAG脉冲激光作为泵浦源,可调谐波长范围为1.167μm到1.332μm。输出能量为11.5mJ,转换效率为16％。倍频后,获得从0.584μm到0.666μm的倍频激光输出。     

LDA侧面泵浦1319nm/1338nm双波长激光器的研究

使用最大泵浦功率为600 W的LDA侧面泵浦组件,并采用布儒斯特偏振片以及同时优化全反镜和输出镜透过率两种方法,获得了功率基本相等的1319 nm/1338 nm双波长激光输出。在连续输出时,获得30 W的输出功率,利用声-光Q开关调Q输出,在重复频率为4 kHz时,单脉冲能量为6 mJ,脉冲宽度为237 ns,峰值功率为25 kW。