85W高稳定全固态绿光激光器的研究

研究了平均功率达 85W高功率高稳定性全固态绿光激光器 ,从理论上分析了全固态内腔倍频晶体热效应相位失配对输出功率的影响 ;数值模拟了倍频晶体内部的热量分布 ,计算了倍频晶体相位匹配角随温度变化的失配量。在实验中 ,采用 80个 2 0W的高功率半导体激光器侧面抽运单Nd∶YAG棒 ,采用双声光Q开关、高效平凹谐振腔结构 ,对大尺寸KTP晶体进行角度偏离法补偿相位失配并配合强冷却等技术 ,实现高功率内腔倍频激光器的稳定运转 ;在抽运电流为 17 3A时 ,实现了重复频率为 2 0 4kHz,脉冲宽度 2 30ns,输出功率为 85W的高功率、高重复频率绿光 ( 5 32nm)输出 ,不稳定性为± 1 0 3% ,光 光转换效率为 9 7%。     

飞秒脉冲激光振荡器的开发现状

1　前言超短光脉冲的产生是激光器的特长之一 ,从 6 0年代起开发的纳秒、皮秒光脉冲已被运用于从基础研究到应用的各个领域。近几年 ,在皮秒、亚皮秒领域开展使用光纤激光器、半导体激光器通信和计测的系统化研究。关于脉冲的超短化方面 ,由于在许多激光器上都得到 1 0 - 1 3 s以下即所谓飞秒领域 ( 1 0 0fs以下 )的光脉冲 ,最近在各个领域的应用特别引人注目。最初得到飞秒领域光脉冲的是有机染料激光器 [1～ 3] ,到了 90年代 ,由于以Ti3 ∶蓝宝石激光器为代表的宽频带可调谐固体激光锁模技术的飞速发展 ,以至激光专家以外的人也能容易地…     

紧凑高效的Nd:YVO_4/PPMgLN腔内倍频3.8W连续绿光激光器

研究了一种基于周期极化掺镁铌酸锂(PPMgLN)晶体做倍频器件的新型、紧凑和高功率连续绿光激光器。利用外加电场极化法成功制备了厚度为1 mm,短周期为6.95μm,占空比接近50%,大面积均匀的PPMgLN;在6.8 W单管激光二极管(LD)抽运的情况下,利用通光长度仅1 mm的PPMgLN,腔内倍频获得了3.8 W的绿光532 nm激光输出,光-光转换效率高达56%。     

绿光输出达85W的全固态绿光激光器谐振腔研究

报道了对平均功率达85 W的高功率、高稳定性全固态绿光激光器谐振腔特性的研究,将高平均功率运转条件下的KTP倍频晶体的热透镜效应等效为一个薄透镜,利用ABCD传输矩阵,通过图解方法定性地讨论了KTP晶体的热透镜效应对谐振腔的稳定性和腔内激光模式的巨大影响,理论分析表明适当大小的倍频晶体热透镜焦距不但可以有效地补偿Nd:YAG棒的热透镜效应,而且对增大激光介质中的模体积和在倍频晶体处提高功率密度都有积极作用.实验中采用了80个20 W的高功率半导体激光器侧面抽运的单Nd:YAG棒、两个声光Q开关、高效平-凹谐振腔结构、对大尺寸KTP晶体进行角度偏离法补偿相位失配等技术,并通过对KTP晶体采取适当的冷却方式,最终实现了高功率内腔倍频激光器的高稳定性运转;在抽运功率约为1080 W时,实现了重复频率为20.4kHz,脉冲宽度230 ns,输出功率达85 W的高功率、高重复频率绿光(532 nm)输出,不稳定性仅为士1.03%.     

信号光脉冲比抽运光窄12倍的内腔式KTP光参量振荡器

在闪光灯抽运的非稳腔Nd∶YAG被动调Q激光器腔内,放置非临界相位匹配KTP晶体,构成内腔式单谐振KTP光参量振荡器(OPO)。研究了输出信号光的波长调谐性能,获得1.57~1.60μm可调谐激光脉冲。实验结果表明,1.57μm信号光的输出能量随着光参量振荡器腔长的增加而减少,脉冲宽度随着腔长的增加而有所变化;抽运能量较大时,转换效率随着抽运能量的增加趋于饱和然后逐渐下降;对此给予了合理的理论解释。当光参量振荡器的腔长为5 cm,1.06μm抽运光脉冲宽度为30 ns时,输出的1.57μm信号光的脉冲宽度为2.5 ns,能量为21.3 mJ。1.57μm信号光的脉冲宽度仅为1.06μm抽运光脉冲的1/12,总的电光能量转换效率为0.128%。     

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 …     

激光脉冲沉积法在Si(100)上生长c轴择优取向的LiNbO3晶体薄膜及其性能

采用激光脉冲沉积(PLD)法在Si(100)衬底上生长得到了完全c轴择优取向的LiNbO3(LN)薄膜,X射线衍射分析表明LN(006)衍射峰的半峰宽为0.35°.利用棱镜耦合器,激光可以被耦合到LN薄膜中,形成TE和TM模式的光波导.测得LN薄膜的折射率n0为2.285,薄膜的厚度为0.199μm.     

氙灯抽运Nd：GdVO4晶体的脉冲激光性能

利用闪光灯作为抽运源研究了Nd:GdVO4晶体的脉冲激光性能.激光晶体样品尺寸为4 mm×4 mm×6 mm.当输出镜透过率T=15%,抽运能量为 6.32 J时,激光器静态输出能量为 31.7 mJ.对T=7%的输出镜,抽运阈值为 0.13 J.用厚度为 1.5 mm,小信号透过率为 54.7%的Cr4+:YAG晶体片实现了激光器的被动调Q运转,测得动态和静态激光能量输出之比约为1:3.在T=15%的输出镜透过率下,当抽运能量为 3.89 J和 6.32 J时,分别得到了脉冲宽度为 48.0 ns和 39.2 ns的单脉冲输出.     

激光脉冲沉积法在Si(100)上生长c轴择优取向的LiNbO3晶体薄膜及其性能

采用激光脉冲沉积(PLD)法在Si(100)衬底上生长得到了完全c轴择优取向的LiNbO3(LN)薄膜,X射线衍射分析表明LN(006)衍射峰的半峰宽为0.35°.利用棱镜耦合器,激光可以被耦合到LN薄膜中,形成TE和TM模式的光波导.测得LN薄膜的折射率n0为2.285,薄膜的厚度为0.199μm.     

基于MgO: PPLN的高重频、高峰值功率中红外光参量振荡器

报道了一种基于周期性极化掺氧化镁铌酸锂晶体(MgO: PPLN)的高峰值功率、纳秒宽调谐中红外光参量振荡器(Optical parametric oscillation, OPO)。采用重复频率30~50 kHz、脉冲宽度小于4 ns的高光束质量1064 nm基频光泵浦基于极化周期为29 μm MgO: PPLN的OPO,当MgO: PPLN温度为80 ℃时获得30 kHz、脉宽1.19 ns、峰值功率48.45 kW的3.93 μm激光输出。在MgO: PPLN 温度区间为50~200 ℃时,中红外调谐输出波长为3.77~3.96 μm。根据实验结果分析讨论了不同重复频率下转换效率的特点、温度调谐特性与理论分析的一致性。     

温度调谐宽波段光参量振荡器的实验研究

为了获得宽波段的可调谐相干光源,利用1064nm声光调QNd:YAG激光器为抽运源、掺氧化镁周期极化铌酸锂晶体为工作物质,对温度调谐光参量振荡器进行了实验研究。由实验数据可知,当晶体的温度从40℃升高到200℃时,获得信号光的调谐范围为1.565μm～1.670μm;当抽运源脉宽为70ns、重复频率为10kHz、平均功率为1.61W时,获得波长为1631nm信号光的输出功率为211mW。结果表明,温度调谐光参量振荡器可以作为宽波段的可调谐相干光源。     

双端泵Nd:YVO4固体激光器泵浦的高功率光参量振荡器

报道了基于双端泵Nd:YVO4固体脉冲激光器泵浦的基于周期性畴极化反转氧化镁掺杂铌酸锂晶体(PPMgLN)的光参量振荡器(OPO)。双端泵Nd:YVO4固体脉冲激光器采用激光二极管作为双端泵浦源,在25 kHz重频下获得了平均功率为23.5 W的1064 nm近基模线偏振激光输出。使用该激光器泵浦一个基于PPMgLN的OPO,获得了平均功率为3.54 W的3.83μm中红外激光输出。OPO的斜率效率为65.2%,其中,从1.064μm到3.83μm的斜率效率为18.1%。该系统结构十分紧凑、成本低、实用性强,在4 h内的稳定度小于4%,具有较高的应用价值。     

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。     

掺氧化镁铌酸锂晶体中高强度近红外飞秒激光脉冲线性电光效应

数值研究了掺氧化镁铌酸锂晶体中高强度近红外飞秒激光脉冲的线性电光效应。研究结果发现,当在垂直于晶体光轴的方向上施加一定外电场使光脉冲实现最强的电光耦合时,输出脉宽在正常色散区随着输入光强的增大而增大;而在较强反常色散区,输出脉宽随着输入光强增大而减小。对中心波长λ0=1.6335μm的光脉冲,线性电光效应可使输出脉宽产生压缩。当输入脉宽T0=5fs和光强I0=20GW/cm2时,最小输出脉宽为输入脉宽T0的0.76倍。而当T0>5fs时,最小输出脉宽小于0.76T0。若在晶体光轴方向上施加另一个电场对光脉冲进行相位调制,则最小输出脉宽的光脉冲中心波长发生蓝移或红移;随着外电场的增大,蓝移或红移量相应增大。     

二极管泵浦Nd:GdVO_4晶体四波长激光器

采用简单的两镜腔二极管泵浦Nd:GdVO4晶体产生1063nm和1342nm近红外双波长调Q激光振荡.用KTP晶体和钽酸锂光学超晶格材料分别对1063nm和1342nm激光进行倍频,在泵浦功率为14W、声光开关重复频率15kHz时,同时获得1063nm和1342nm剩余基波功率为587mW和1.13W、相应的二次谐波绿光功率703mW和红光功率328mW的四波长激光输出,脉宽分别为23ns、55ns、18ns和43ns.