端面抽运声光调Q DPL实现重复频率10kHz,峰值功率220kW的脉冲输出

端面抽运的激光二极管抽运固体激光器 (DPL)具有结构简单、体积小、易于实用化等优点。但是高功率端面抽运DPL由于热效应过于集中 ,热透镜焦距非常小 ,往往导致谐振腔的严重不稳。同时较强的热应力还会导致激光介质破损和介质镀膜层的损坏。因此很难实现高重复频率、高峰值功率的调Q脉冲输出。本文采用多项关键技术获得重频 10kHz,峰值功率 2 2 0kW激光输出 ,这些技术包括 :通过非成像耦合系统调整抽运光的空间分布 ,见图 1,使得抽运光尽可能呈均匀的截面分布 ;将Nd∶YAG晶体的抽运端面设计成凹面结构 ,以抵消部分热透镜的作用 ,见图 …     

双端包层抽运光纤激光器实现137 W激光输出

采用包层抽运技术的双包层光纤激光器能够在内包层中注入高的抽运光功率 ,从而获得高功率的激光输出。光纤激光器具有接近量子极限的光 光转换效率 ;其面积 体积比很大 ,纤芯内高功率激光产生的热量很容易通过光纤表面散出 ,即使在高功率情况下也无需对光纤和谐振腔进行强制冷却 ;纤芯的波导限制使在高功率激光输出下也能够保证高的光束质量。这些独特特点使得高功率双包层光纤激光器成为极具前景的激光器件 ,在高精度激光加工、激光医学、空间技术等领域中逐渐成为主导力量。本课题组运用高功率LD抽运模块 ,采用端面包层抽运掺Yb3+ 双…     

固体激光器输出的高峰值功率和高重复率

发展了由固体激光器产生高峰值功率、高重复率、窄脉宽输出的几种技术。通常已经熟知的几种技术，由于要求高的平均功率，在激光介质中产生热问题。类似地由于连续波泵浦振荡器的增益低，往往难于获得窄的脉宽。     

输出平均功率大于100W的脉冲绿光激光振荡器

在一台电－光调Q、平均输出功率200W（重复率2．5kHz，脉冲能量80mJ，脉宽25ns）二极管抽运的Nd:YAG板条状激光振荡器上获得约100W倍频激光。其中的Q开关是一个补偿式z轴传播的LiNbO3电光调制器，倍频晶体是一块KTP薄板。另外，描述了运转在平均功率约250W、脉宽26ns时，Q开关的工作特性。     

美国研究热容激光器对物质破坏机理

美国利弗莫尔实验室（LLNL）在军方的资助下，目前正在研究脉冲固体激光对物质破坏机理。采用板条热容固体激光器，进行了激光与钢、铝和碳复合材料等靶材相互作用的初步实验。在这些试验中，激光器的输出能量为80J／脉冲，激光脉冲宽度300μs～400μs，脉冲重复频率10Hz，靶材上的激光峰值功率密度接近2×10^7／cm^2。     

脉冲光纤激光器获得平均功率150W的高重频、窄脉宽激光输出

近日．中国科学院上海光机所先进激光技术与应用系统实验室的高功率光纤激光研究小组，采用振荡放大方式，以级联放大的脉冲LD为种子光源，以国产大模场面积掺镱双包层光纤为放大介质，成功实现了平均功率150W的高重频、窄脉宽激光输出。     

流体直接冷却固体激光器实现激光输出验证

流体直接冷却薄片型固体激光介质是美国通用原子公司"液体激光器"方案的核心思想,是固体激光实现十万瓦级高功率输出的有效途径。固液表面损耗、液体流场影响以及腔体附加损耗等,是此类激光器所面临的新问题。2012年5月中旬,清华大学的流体直接冷却固体激光器进行了首次整机实验,实现了激光输出。     

激光二极管抽运Cr^4＋：YAG被动调Q Nd：YVO4激光器的实验研究

对激光二极管(LD)抽运的Cr^4 ：YAG被动调Q Nd：YVO4全固态激光器进行了实验研究。着重研究了抽运功率，Cr^4 ：YAG晶体的初始透过率及其在激光腔中的位置等因素对激光器输出脉冲宽度和重复频率等性能的影响，并对实验结果进行了相应的分析讨论，在理论上加以合理的解释。     

固体脉冲激光器输出能量的普遍表达式

通过合理简化固体脉冲激光器的速率方程,得到了其输出能量的解析表达式。该表达式适用于光泵脉冲宽度与激活介质上能级寿命比值为值的情况。     

光子晶体光纤振荡器直接输出10W飞秒激光

天津大学超快激光研究室利用非线性偏振旋转锁模实现了大模场面积光子晶体光纤的高功率输出,该振荡级在49 MHz的重复频率下获得了平均功率10 W的稳定锁模输出。     

微型高重复频率激光二极管抽运固体激光器的窄脉宽抽运技术

微型化激光二极管(LD)抽运高重复频率固体激光器在工程应用方面总是存在器件散热与体积之间的矛盾。窄脉宽激光二极管抽运技术的使用,不仅提高了产品的光电技术指标,而且将关键元器件的散热功率降到原先的30%,有效地解决了微型元器件散热与体积之间的矛盾,使激光器的整体性能有了显著提高。在工作重复频率2.5 kHz,抽运脉宽120 μs的条件下,实现了峰值功率12.1 kW,脉冲宽度约为7.7 ns,光束质量因子M2约为1.7的激光脉冲输出,并使激光器在－55～＋75 ℃温度条件下长期稳定工作。窄脉宽抽运技术使整机系统存在很大的拓展空间,在用户需要时可将工作重复频率提高到5 kHz,甚至更高。     

重频双波长输出(Nd,Ce)∶YAG喇曼频移激光器研究

通过实验对高重频喇曼双波长激光器的关键技术进行了详细的研究,成功地实现了频率为15Hz,1.54μm/1.06μm混合激光输出脉冲能量达20mJ的双波长喇曼激光输出.     

重频双波长输出(Nd,Ce):YAG喇曼频移激光器研究

通过实验对高重频喇曼双波长激光器的关键技术进行了详细的研究,成功地实现了频率为15Hz,1.54μm/1.06μm混合激光输出脉冲能量达20mJ的双波长喇曼激光输出。     

26W中波红外固体激光器

阐述了一种获得高功率3~5μm中红外激光输出的实验方案,即先通过高功率1.94μm光源抽运Ho:YLF晶体,获得高重复频率2.05μm激光输出,通过端抽运放大方式,提升2.05μm激光功率水平,最终2.05μm激光抽运光参量振荡器(OPO)实现高功率中波激光输出。在水冷工作体制下获得了重复频率5 k Hz、最大功率26.9 W的中波输出,脉冲宽度为24.4 ns,2.05μm到3~5μm的光光转换效率达50%,通过角度调谐获得不同波长的中红外激光输出,验证了该实验方案作为一种获得高功率、高效率、高重复频率中红外激光输出工作方式的可行性。     

激光二极管抽运声光调Q高重复频率532 nm激光器

实现了重复频率高达105kHz的紧凑的全固态声光(A-O)调Q532nm腔内倍频激光器。激光器使用Nd：YVO4作为激光晶体，Ⅱ类匹配的KTP为倍频晶体，声光器件材料为熔融石英，由自制的声光驱动器驱动，其最大射频输出功率为7．5W，重复频率1Hz～105kHz可调。使用1W的激光二极管(LD)抽运，50kHz重复频率下，得到平均功率达224mW的532nm脉冲激光稳定平均输出，总光-光转换效率高达22．4％。低重复频率下，可以实现脉宽为17．2ns，峰值功率为470W，单脉冲能量为8．1μJ的稳定运转。给出了平均功率与重复频率关系的一般公式，并提出即使是在四能级系统中，有效储能时间也并不等于上能级寿命，理论计算结果与实验结果吻合得很好。     

固体黄光拉曼激光器的研究进展

简述了目前产生黄光波段激光的主要方法,对基于受激拉曼散射效应的内腔式、自拉曼式和外腔式三类固体黄光拉曼激光器技术特点及进展进行了讨论,并对它们的发展做出了展望。     

2μm波长红外风冷固体激光器首次实现2W级平均功率单频基模输出

<正>2015年6月,中国科学院理化技术研究所空间功热转换技术重点实验室采用深低温制冷技术将Tm∶YAG激光晶体冷却至130 K,采用785 nm波长半导体泵浦源抽运Tm∶YAG激光晶体,在抽运功率为4.03 W时,实现了平均功率2.12 W,单频波长2013.4 nm,线宽为10~20 KHz,基模的红外固体激光输出,功率稳定性为0.9%,经1/4波片矫正输出的线偏振光偏振度可以达到-0.22 d B以上,这是目前为止。课题组所知国际上公开报道的     

焦耳级大能量中红外固体Fe∶ZnSe激光器

为实现焦耳级大能量中红外4～5μm波段激光输出,基于波长为2.94μm的Er∶YAG激光泵浦源和液氮恒温控制器,搭建了固体Fe∶ZnSe激光器实验装置,研究了温度和晶体参数对Fe∶ZnSe激光器输出时域波形及能量的影响。闪光灯泵浦的Er∶YAG泵浦激光时域波形展现出固体激光典型的弛豫振荡现象,Fe∶ZnSe激光脉冲波形与泵浦激光波形保持强相关性,且单个尖峰脉冲宽度随温度的升高而变小。在低温79 K条件下,当Er∶YAG泵浦能量为2.75 J时,实现了Fe∶ZnSe激光1.04 J大能量输出,对应的斜率效率和光光转换效率分别为36.4%和37.8%,激光中心波长为4.1μm。在热电致冷可达的240 K温度条件下,当泵浦能量为500 mJ时,Fe∶ZnSe激光的能量输出为50 mJ,激光中心波长为4.4μm。研究结果为焦耳级大能量中红外固体激光器的研制提供了参考。     

棱边倒角面抽运热键合平板波导固体激光器

采用晶体热键合方法加工制作了YAG/Nd:YAG/YAG单包层平板波导,波导晶体几何尺寸为12 mm×5 mm×1 mm,其中中心掺杂层Nd:YAG厚度约为0.2 mm,对称外包层YAG厚度约为0.4 mm。采用一种新的抽运方法—棱边倒角面抽运方法对晶体进行抽运:波导晶体的一条12 mm长棱边加工成大小为12 mm×0.3 mm的倒角面,快轴准直抽运激光二极管(LD)发出的抽运光经聚焦后从倒角面入射进入晶体,抽运吸收效率约为82%。激光器谐振腔采用平-平腔,其中全反镜直接在波导晶体端面镀高反膜实现,输出镜尽可能靠近晶体另一端面,腔长约12mm。当输出镜透射率为6.6%,激光二极管抽运光功率约为49.5 W时,得到输出激光功率13.6 W,光-光转换效率约27.5%,导波方向光束质量M2因子1.9。激光器实现了较高的光-光转换效率和较好的导波方向光束质量。     

二极管泵浦准三能级固体激光器的新进展

对比了掺Nd3 、Yb3 、Ho3 、Tm3 等稀土离子的准三能级固体激光的特性,分析了它们在圆棒、板条、薄片、光纤等构型的固体激光器中的工作性能.着重总结了高平均功率掺Yb3 固体激光器的最新进展,最后简要介绍了本研究小组在高功率Yb:YAG/YAG复合板条激光器和光纤激光器两方面的最新研究结果.