YAG∶Nd晶体的Nd浓度

在提出YAG:Nd棒的技术要求方面,到目前为止强调的是棒的尺寸公差、几何尺寸数据及棒的静态光学质量等。只是最近设计人员和使用者才密切注意到棒的激活离子及其对有效受激光束测量的影响。本文将讨论Nd的分析、掺杂、标准及应用等若干问题。还将讨论Nd在不同激光用途中的最佳浓度,并对目前所知的几种激光器提出一般的工作准则。为了精确规定Nd的浓度,本文最后将提出一种对工业和科研都统一适用的建议。     

Nd:YAG激光器

Ｎｄ：ＹＡＧ激光器ＮｅｗＷａｖｅ研究公司生产的小型脉冲Ｎｄ：ＹＡＧ激光器可用于微切削加工、分光镜、罗曼和紫外荧光研究，还可作为ＯＰＯ和染料激光器的激励源。１０６４ｎｍ的激光器发射９０ｍＪ的脉冲，重复率达１０Ｈｚ。微型激光器Ⅲ可进行内部闭环制冷，在１１...     

YAG:Nd、YAG:Nd:Cr晶体热线膨胀特性

一、前言固体激光材料YAG:Nd、YAG:Nd:Cr属于立方晶系晶体。对于完整的理想晶体,在光学、热学、机械性质上是各向同性的。作为固体激光材料,为了估价和设计固体激光器,需要有准确的折射率温度系数和热线膨胀系数。对于热线膨胀系数,虽然文献〔2～9〕有报导,但数据差异较大,并且与膨胀系数有关的样品成份、结晶状态和取向、测量的温度范围等参数报导得不详细。本报告利用普通光学膨胀仪对YAG:Nd、YAG:Nd:Cr不同成分、取向单晶棒进行了热线膨胀特性测定,提供了某些参数条件下的单位线膨胀和平均线膨胀系数数据。     

注入式激光器泵浦YAG:Nd晶体的受激发射

本文介绍用波长0.81和0.88微米注入式半导体脉冲激光辐射激励时YAG:Nd激光器的工作特性。泵浦在激活元件端面进行。室温下尺寸为φ1×20毫米和φ2×20毫米晶体的振荡阈值分别为1×10~(-4)和3.7×10~(-4)焦耳。实验中超过阈值一倍。Nd~(3 )离子振荡引起峰值特性,峰值宽度不大于1微秒,峰值功率达100毫瓦。     

脉冲Nd:YAG激光器

美国加州Continuum公司设计的电光调制YAG激光器可用于工业生产和医学应用。     

小型Nd:YAG激光器

美国贝尔实验室发展了一种小型Nd:YAG激光器,这种激光器是用单个不相干光发光二极管进行端面抽运。对Nd:YAG激光棒之所以进行端面抽运,而不用侧面抽运,其原因是棒的直径小于5毫米时,侧面抽运的效率便下降。这种小型激光器(5毫米(长)×0.45毫米(直径))的一个重要应用是作为集成光学源。     

高功率Nd:YAG激光器

在1986年CLEO/IQEC会议上Quantel公司展出了一种新的电光Q开关高功率、高重复频率Nd:YAG激光器产品。这种激光器工作频率从1kHz到7kHz连续可变,1.064μm的激光脉冲能量大于150mJ,而平均功率超过150W,基波脉冲宽度小于20ns。在0.532μm波长的平均功率大于35W。     

Cr Nd:YAG晶体的光谱和激光特性

双掺Cr Nd:YAG具有一些重要的特点: X射线结构分析指出,由于Cr~(3 )、Nd~(3 )离子的成对排列和体积补偿作用,一定程度上减小了晶格畸变,使掺杂均匀。干涉条纹、消光比和抗辐照实验也证实,光学均匀性和抗近紫光辐照能力都比较好。从已经获得的连续、脉冲、重复频率、Q开关、倍频、锁模和单模激光性能来看,连续运转的阈值低、输出功率和效率高,激光模式好。     

Nd:YAG/Cr:YAG键合晶体的355 nm激光器

报道了一台基于Nd:YAG/Cr:YAG键合晶体的全固态355 nm紫外(UV)激光器的设计及实验结果.采用平-平腔结构获得高峰值功率、小束腰的1064 nm基频光.在谐振腔外,未聚焦的1064 nm基频光经KTP晶体倍频产生532 nm波长激光,二者再经LBO晶体和频获得355 nm紫外激光输出.实验中发现尽管Nd:YAG与Cr:YAG都是各向同性晶体,但在特定情况下输出的1064 nm基频光具有近似线偏振的特性,此特性可以有效地增加二次谐波产生(SHG)时基频光的利用率,从而提高整台激光器的转换效率.而基频光的谱线宽度及发散角也影响二次谐波及三次谐波产生(THG)的转换效率,需使其尽量在晶体的允许带宽及允许角范围以内.综合这几点因素,对激光谐振腔进行了仔细设计.当激光二极管(LD)抽运功率为8 W,激光器运行稳定时,基频光峰值功率达28 kW,最终获得平均功率为124 mW的355 nm紫外激光.     

Nd:YAG激光器的阈值能与钕浓度的函数关系

为了求得低阈值能的最佳激光振荡条件,本文讨论了Nd:YAG激光器的阈值能性质与钕离子浓度的函数关系。实验用的晶体掺以给定的钕离子浓度,并用提拉法生长。原材料Al_2O_3,Y_2O_3和Nd_2O_3的纯度达99.99％。晶体在流速为1     

袖珍式Nd:YAG脉冲激光器

本文叙述一种紧凑的电池组工作的Nd:YAG激光器,这种激光器自由振荡输出能量在0.5焦耳以上,该装置能在金属薄片上焊成小焊接点和冲出小的孔,文中给出结构详图、电路图及运转数据。     

全固体化Nd:YAG激光器

在1986年CLEO/IQEC会上展出的新产品中,有由西德ATLAS公司生产的DPY 101C型团体Nd:YAG激光器。这是在极小型二极管泵浦YAG激光器系列中首次推出的新产品。这种激光器具有极优良的光束质量,相干长度长、体积小、功率转换效率高,而且可以提供可编程序的脉冲形状(从200ns到连续),TEM_(00)模功率约40mW,相干长度约为40m。这种器件因为全固     

高效率倍频Nd:YAG激光器

Nd:YAG输出波长1.064微米的二次谐波能用CD~*A和KD~*P两种晶体产生。当晶体在基波和二次谐波的折射率相等时——也即称为“相位匹配”条件时,效率接近50％。对于Ⅰ型倍频过程来说,当基波的寻常光的折射率等于二次谐波非常光的折射率时,能满足这个条件。对Ⅱ型倍频来说,必要的条件是:二次谐波非常光的折射率须等于基波的非常光和寻常光折射率两者的平均值。CD~*A的相位匹配能经过Ⅰ型过程在θ_m=90°将晶体温度提高到约100℃来实现,决定于该晶体含氘水合物量。一个长21毫米的CD~*A晶体相对效率曲线的温度宽度是3.25℃(半最大值时全宽)。90°相位匹配允许在入射光发射度比衍射极限大一个数量级的情况下有高效率的倍频,而不致引进由于双折射引起的离散。本文介绍的数据表明:倍频效率为晶体长度和入射平均功率密度的函数,包括考虑到效率和平均功率饱和。KD~*PⅢ型在室温下在θ_m=53°36′相位匹配。在这种情况下,为了得到高效率的倍频,入射基波光束的发散度必须接近衍射极限。按正常轴旋转,一块25毫米长的晶体角半宽度是1毫弧度。与CD~*A比较,采用KD~*P是优越的,因为它容易得到,破坏阈值高,在室温下有高的饱和度和有效性。脉冲能量为3焦耳,重复率为10次/秒Nd:YAG脉冲激光器,波长0.532微米的激光功率已达到10.5瓦。     

高亮度重复率Nd:YAG激光器

本文描述了最近研制成功的高重复率Nd:YAG激光器。它包含一级振荡及两级放大。在1—10脉冲/秒的重复范围内,1.064μm的输出能量为1.1焦耳/脉冲。输出能量及脉冲波形具有极高的稳定度。振荡器的谐振腔为透射式耦合的非稳腔结构。用KDP晶体获得了40％     

单晶Nd:YAG纤维激光器

低损耗光学玻璃纤维的发展,其中许多应用需要晶体材料,但目前缺乏具有纤维尺寸的单晶材料,这就妨碍了某些光学器件的发展。本文介绍一种基座生长(改进的区熔)技术,这种技术从前用于由难熔材料生长要求高强度的较大单晶纤维现在用来生长单晶Nd:YAG纤维。当然,这种技术也可生长其它激光材料和调制器、开关、喇曼和布里渊放大器、三波互作用和参量器件的     

高亮度Nd:YAG倍频激光器

本文介绍高亮度Nd:YAG倍频激光器。它是由TEM_(00)模振荡器、Nd:YAG三级放大器、在1.06微米相位匹配的Ⅱ类KDP(或KDP)倍频器组成。重复频率3次/秒,脉冲半宽度约6毫微秒,光束发散角约0.3毫弧度,光斑直径7毫米,倍频能量转换效率可达46％,获得倍频光输出能量可达398毫焦耳。给出了影响倍频效率的各主要因素的实验结果与理论的比较。     

Nd:YAG泵浦染料激光器

由Continuum公司(加州圣克拉拉)生产的ND60染料激光器以小组件尺寸提供高的性能。     

相位共轭Nd:YAG激光器

非线性光学相位共轭(NOPC)基本上是利用激光束控制激光束。这些系统利用光波通过非线性光学技术进行耦合,能发生在不同的材料内,例如气体、固体、染料、气溶胶、半导体和等离子体等。NOPC应用面很广,其中有实时自适应光学、瞄准和跟踪、激光陀螺、战术和战略激光系统、激光核聚变系统、光学计算机、图象处理和基础研究(即相干光学、光谱学和量子光学)等。下面介绍中等功率固体激光器所遇到的问题和解决的典型例子。相位共轭反射镜(PCM)可利用不同的非线性光学互作用,其中有三波和四波混频、受激布里渊散射(SBS)、受激喇曼散射(SRS)和光子回波。根据工作原理,PCM可分为二     

光学系统加装Nd:YAG激光器

Nd:YAG激光器在军事和工业上应用日益增多。目前,多半把激光器看作部件而不看作独立的系统。这一趋向产生了工程需要的全新装置。本文讨论了组合系统的布局,光学设计考虑、损伤、调整要求和技术以及组合系统的测试。系统布局一定要考虑所有接口,特别要从维修的观点出发,它通常包括对几个分系统采用一个共用的光路。光学设计问题包括比通常宽得多的光谱区问题,关于中间焦点的限制和“多重结构”一词的新含义等。激光对人员和设备的感应损伤要特别当心。“水仙状”损伤(Narcissus)是最大的麻烦,而且胶合表面的使用受到严重限制。为了避免此问题发生,有时要再加装一些元件。内部(分系统之间)和外部(瞄准装置)的调整是个重要的设计因素。最后,测试条件往往会影响系统的设计。其中有关设计方法和部件的若干例子,是以军用测距机和民用焊接机系统为基础的。