高功率LD侧面单向泵浦激光模块的理论研究

构建了一种激光二极管(LD)侧面单向泵浦激光模块的理论模型.综合光线追迹和有限元仿真方法,推导了该模型下泵浦效率及晶体内光场分布均匀性的计算公式,数值分析了LD切向位移量、径向角度偏离度及晶体吸收系数等因素对泵浦效率和光场分布均匀性的影响.研究结果表明:随着吸收系数的增加,光场分布的均匀性呈现逐渐下降趋势;通过优化LD切向位移量和径向角度偏离量,仿真获得了高达93％的泵浦效率.研究成果对高功率LD侧面单向泵浦激光模块的优化设计和实验研究具有一定的参考价值.     

脉冲式半导体激光器端面抽运主振荡-功率放大器及腔外倍频系统

利用脉冲式半导体激光器(LD)具有高峰值功率的优点,通过对抽运光和基频光的模式进行匹配,构建了一台脉冲式LD抽运腔倒空结构的主振荡器和功率放大器,并对其进行了腔外倍频实验。实验结果表明,系统实现了非常紧凑的结构,脉冲式LD抽运的方式能够提高振荡器和功率放大级的能量输出,更好地消除热畸变的影响,从振荡器可以获得脉冲宽度达3.7 ns、脉冲能量约为4 mJ的基频激光脉冲输出,经功率放大和腔外倍频后,能够得到脉宽3.4 ns、脉冲能量为3.2 mJ的绿光输出,倍频效率为40%,脉冲峰值稳定性为5%(均方根值),发散角约为0.5 mrad。     

高脉冲稳定性的100kHz皮秒再生放大器

报道了一种具有高脉冲稳定性的100kHz皮秒脉冲再生放大装置。该放大装置采用激光二极管(LD)端面抽运的Nd:YVO4晶体作为增益介质,RTP晶体作为电光晶体。再生腔的腔型为对称W型,总长1.8m。分析了皮秒脉冲在再生放大腔中往返次数和再生腔损耗对放大脉冲倍周期分叉现象以及稳定放大时输出功率的影响。抽运功率为30W时,通过选取最优的往返次数获得了功率为5.3W的高脉冲稳定性的再生输出,脉冲稳定性均方根(RMS)值小于2%。放大后皮秒脉冲脉宽为13.78ps,脉冲峰值功率3.84MW,再生腔输出的光束质量因子M2≤1.5。     

利用衍射理论对基模高斯光束进行整形

为了获得在液晶修复技术中所需要的光束质量好、能量分布比较均匀的矩形光束,提出了一种新的光束整形系统.在这个系统中,通过对光阑后不同位置衍射效应的理论分析和计算,获得相应的衍射光斑图样,再利用4f像传递系统对理想的光斑图样进行提取和传递,经过扩束聚焦之后,用于加工样品,并设计了相应的实验装置来验证这种系统的可行性.研究结...     

2.04 μm harmonic noise-like pulses generation from a mode-locked fiber laser based on nonlinear polarization rotation

We report the generation of harmonic noise-like mode-locked pulses in a thulium-doped fiber laser. In this laser, mode-locking can be realized through the nonlinear polarization rotation(NPR) technique. The ring cavity configuration uses 5 m of a Tm-doped dual-cladding fiber, as a gain medium, pumped by a 793 nm diode laser. The cavity uses a couple of polarization controllers(PCs) and polarization-dependent isolator to form a nonlinear polarization-rotating saturable absorber. By carefully adjusting of the PCs, the laser generates noise-like mode-locked pulses at the 2.04 μm band. With the increase of the pump power, the laser generates harmonics of the mode-locking fundamental repetition frequency of 6.88 MHz, from which we can obtain the second harmonic in a controlled mode. The obtained results may be useful for enhancing the understanding of the mechanism and characteristics of noise-like pulse at the 2 μm band.     

长下降沿时间的KD*P泡克耳斯盒驱动电源对全固态腔倒空激光器输出特性的影响

设计了一种脉冲激光二极管抽运的低重复频率全固态腔倒空激光器,为了尽可能减小损耗的影响,在腔内采用双薄膜偏振片结构,使反射率较高的垂直方向线偏振光在腔内振荡。以此装置为基础,就泡克耳斯盒驱动电源较长的下降沿时间对全固态腔倒空激光器输出特性的影响进行了实验研究。结果表明当泡克耳斯盒驱动电源的下降沿时间远大于腔内的一次往返时间时,激光器输出特性会发生明显地变化：增大电流强度会导致脉冲宽度增大,脉冲能量经历先增大后减少的过程;增大泡克耳斯盒驱动电源的开门时间,也会导致脉冲宽度和能量发生类似的变化。     

2 μm noise-like mode-locked fiber laser based on nonlinear optical loop mirror

We report a Tm-doped noise-like mode-locked (NLML) pulsed fiber laser with a compact linear cavity which consists of dual nonlinear optical loop mirrors (NOLMs). The design of dual-NOLM shows both exceptional compactness in construction and distinct flexibility. In this laser, mode-locking can be realized through the nonlinear optical loop mirror technique. Stable noise-like mode-locked pulses with spectral bandwidth of 29.18 nm and pulse energy of 46 nJ are generated at a central wavelength of 1 999.7 nm. Our results indicate that such a simple and inexpensive structure can pave the way for the development of generating supercontinuum with desirable performance.     

LD端面泵浦Nd:YVO4激光放大器的理论及实验

设计了激光二极管(LD)连续端面泵浦的Nd:YVO4主振荡放大器(MOPA),研究了重复频率10 ～ 50 kHz调Q脉冲注入时不同输入功率下放大器的输出情况.建立了基于速率方程理论的端面泵浦激光放大器运转模型,能够很好地描述千赫兹脉冲的放大行为.数值模拟和实验结果表明,随着频率的增加,脉冲放大逐渐逼近稳定态放大行为.结合实验条件,利用该模型得到了放大介质最佳长度随输入的种子光功率的变化关系,发现实验中放大介质最佳长度为8.5 mm.     

高能量高效率钕玻璃再生放大器

为了获得高能量、高效率的钕玻璃前置放大器,设计了一套钕玻璃再生放大系统。通过调节单程增益和优化腔模设计,使得增益介质中的小尺度自聚焦效应得到有效控制。在重复频率1Hz运行下,获得最大输出能量21mJ、脉冲宽度2.65ns的激光输出,相应的光-光转换效率为5%,总增益达108,光束质量因子M2=1.5,脉冲能量稳定性均方根(RMS)值小于2%(超过2h连续工作),光谱的中心波长为1052.92nm。     

基于混合锁模的铥钬共掺光纤激光器研究

报道了一种基于非线性放大环镜和二硒化钼可饱和吸收体的混合锁模光纤激光器.该激光器采用双环形结构,以铥钬共掺光纤作为增益光纤.通过优化泵浦功率和偏振态,实验获得了调Q锁模脉冲、单脉冲、2～5多脉冲、脉冲束及脉冲束的2～4次谐波等5种输出状态.相比于单一锁模方式,混合锁模方式不但能使激光器实现自启动锁模,而且还能丰富其脉冲动力学状态.