LD抽运Nd∶YAG复合腔双波长激光器

研究激光二极管(LD)端面抽运的Nd∶YAG三镜复合腔激光器的1 064,946 nm双波长激光连续运转.在满足双波长激光振荡阈值相等的条件下,考虑Nd∶YAG晶体的热透镜效应,数值计算1 064,946 nm两个子腔的腔长、输出镜透过率之间的关系.结果表明,当Nd∶YAG晶体中抽运光,1 064,946 nm激光的光束半径达到合理匹配时,两个子腔的输出镜透过率之间有确定的关系.选取合适的复合腔结构参数,当抽运功率为9 W时,可同时获得1.1 W的1 064 nm激光,以及500 mW的946 nm激光输出.     

1319nm与660nm双波长Nd:YAG激光器的研究

为研究获得高功率红光的有效方法,研制了一种准连续输出1319nm与660nm双波长Nd:YAG激光器.文中分析了波长1319nm激光的辐射跃迁能级,论述了抑制1064nm激光的生成从而提高1319nm激光输出等关键技术,研究了光学镜片的镀膜参数与腔型结构,实现1319nm激光连续输出最高功率43W,以1319nm激光为基频,置入KTP晶体内腔倍频,并设置声光Q开关,获得660nm红光准连续输出2W,实现1319nm与660nm双波长输出.     

LD侧面泵浦Nd:YAG1064 nm/532 nm/660 nm三波长激光器

理论上分析了实现双波长激光同时振荡腔镜反射率等需要满足的条件。实验中利用LD侧面泵浦单根Nd:YAG晶体,同时采用声光调Q与非线性频率变换技术,在3个子谐振腔组成的新型全固态激光实验系统中实现了1 064 nm/532 nm/660 nm三波长激光单独输出与同时输出。在泵浦功率103 W时,1 064 nm激光单独输出功率为15.5 W,532 nm和660 nm激光在声光调制频率分别为10.5 kHz和11.5 kHz时输出功率分别为4.7 W和1.6 W,转换效率分别为4.6%和1.6%。当三波长激光同时输出时,1 064 nm/532 nm/660 nm三波长激光输出功率分别为10.1 W、4.3 W和1.0 W,同时测量输出功率不稳定度均小于2.0%。理论与实验符合较好。     

LD端面泵浦固体激光谐振腔的研究

为了对激光谐振腔体进行优化设计,采用ABCD光学传输矩阵理论,计算得到具有普适性的三镜折叠腔内高斯模式束腰的解析解.对一典型平-平热透镜腔进行计算分析,结果表明在针对其进行优化设计的泵浦范围内,腔体稳定性很好,激光光斑半径基本不随泵浦功率变化而波动.实验中以808 nm尾纤输出的激光二极管端面泵浦NdYAG晶体产生连续1 064 nm激光,激光输出结果与理论模型值能够较好地相符.     

激光二极管端面泵浦Nd:YVO4/YVO4复合晶体激光器热效应研究

针对Nd:YVO4/YVO4复合晶体热传导的实际特点,提出了三维各向异性热传导模型,计算出晶体中的温度场分布.定量分析了LD端面泵浦条件下激光晶体的长度及折射率与温度变化的关系,得到晶体在不同泵浦功率下的热焦距.在此基础上,采用三镜折叠腔,设计出高转换效率KTP腔内倍频连续绿光激光器.当泵浦功率17W时,得到9.33W 1064nm和5.01W 532nm的激光输出,最高光-光转换效率分别为59.1%,34.4%.理论计算及实验结果表明复合晶体能很好地消除热透镜效应,在制造高效稳定的大功率固体激光器中具有重要应用价值.     

二极管泵浦Nd:GdVO_4/PPLN连续波绿光激光器的研究

报道了一种二极管泵浦Nd:GdVO4晶体连续波激光器。采用简单、结构紧凑的平-平腔设计,在8W的注入功率下,获得3.1W的1.064μm近红外连续波激光输出,斜效率为45%。腔外放入PPLN晶体,当基波1.06μm连续波功率为3W时,得到了26mW连续波532nm单模绿光输出。     

基于Nd:YAG/V:YAG键合晶体的1338 nm微片激光器研究

基于Nd:YAG/V:YAG键合晶体,在连续和准连续LD端面泵浦条件下,研究了输出波长1 338 nm的被动调Q微片激光器的输出特性。在连续泵浦条件下,最大的输出功率为0.73 W,此时得到稳定的调Q脉冲输出,脉冲宽度为139 ns。在准连续泵浦下,获得了被动锁模调Q激光输出,输出的最大功率为1.01 W,对应的脉冲宽度为80 ns,其中的锁模系列单脉冲宽度约为70 ps。实验结果表明,Nd:YAG/V:YAG键合晶体有利于获得高功率紧凑的1 338 nm脉冲激光输出,同时准连续泵浦能有效地降低激光晶体的热效应从而获得更高功率的激光输出。     

LD端面泵浦固体激光谐振腔的研究

为了对激光谐振腔体进行优化设计，采用ABCD光学传输矩阵理论．计算得到具有普适性的三镜折叠腔内高斯模式束腰的解析解．对一典型平-平热透镜腔进行计算分析，结果表明；在针对其进行优化设计的泵浦范围内．腔体稳定性很好．激光光斑半径基本不随泵浦功率变化而波动．实验中以808nm尾纤输出的激光二极管端面泵浦Nd：YAG晶体产生连续1064nm激光．激光输出结果与理论模型值能够较好地相符．     

采用啁啾反射镜色散补偿的7 fs掺钛蓝宝石激光振荡器

通过对钛宝石激光晶体及空气色散的计算分析,仅采用四镜腔结构的啁啾镜色散补偿激光振荡器,在3.1 W的抽运功率下,直接产生了平均功率340 mW,最短脉宽小于7 fs的周期量级脉冲输出.该激光的重复率为173 MHz,中心波长约791 nm,光谱全宽覆盖了从600～900 nm的范围.这是目前国际上所能获得亚10 fs激光脉冲的最简化腔型结构.     

采用啁啾反射镜色散补偿的7fs掺钛蓝宝石激光振荡器

通过对钛宝石激光晶体及空气色散的计算分析,仅采用四镜腔结构的啁啾镜色散补偿激光振荡器,在3.1W的抽运功率下,直接产生了平均功率340mW,最短脉宽小于7 fs的周期量级脉冲输出.该激光的重复率为173MHz,中心波长约791 nm,光谱全宽覆盖了从600～900nm的范围.这是目前国际上所能获得亚10 fs激光脉冲的最简化腔型结构.     

长脉冲激光器的研究

该研究是根据固体激光器的原理,设计了一个长脉冲激光器,实现长脉冲的输出。该激光器工作物质选用了100mmφ6的Nd3~(+):YAG晶体,谐振腔采用平凹腔,在全反凹面镜曲率半径分别为5m、7m、10m,透过率采用80%的输出镜,在电源电容为2 2500μA,工作电压为280V、300V、320V下,实验测出脉宽为1ms、2ms、3ms、4ms时的各输出能量。及在工作电压为300V,腔长65cm,全反凹面镜曲率半径为10m,输出镜透过率为80%,测得脉宽5ms下的输出激光光斑,这时远场发散角为4.348mrad,峰值功率为44.77mw。     

二极管泵浦Nd:YVO4/KTP/BBO准连续紫外激光器

报道了一种声光调Q二极管泵浦Nd:YVO4晶体腔外四倍频266 nm紫外激光器。实验采用简单的直腔结构,分别利用KTP和BBO晶体产生532 nm倍频绿光、266 nm四倍频紫外激光,实现了从Nd:YVO4近红外激光到266 nm紫外激光的频率变换。在10.3 W泵浦功率下,获得平均输出功率59 mW、脉宽约8 ns,峰值功率370 W的266 nm紫外激光输出。     

二极管泵浦Nd:GdVO4/PPLN连续波绿光激光器的研究

报道了一种二极管泵浦Nd：GdVO4晶体连续波激光器。采用简单、结构紧凑的平-平腔设计,在8W的注入功率下,获得3.1w的1.064μm近红外连续波激光输出,斜效率为45％。腔外放入PPLN晶体,当基波1.06μm连续波功率为3W时,得到了26mW连续波532nm单模绿光输出。     

激光二极管端面泵浦Nd:YVO4板条激光器

利用激光二极管列阵端面泵浦Nd:YVO4板条激光晶体结合稳定-非稳混合腔结构,获得78.9W近衍射极限1064nm 激光输出,斜效率52.4%,光-光转化效率42.9%.     

扭转模腔法输出单纵模激光研究

为了消除空间烧孔效应实现Nd:YAG单纵模激光输出,设计了一个由两块曲率半径为60 mm的端面镜、两块1/4波片、一片偏振片和Nd:YAG晶体构成的扭转模腔,通过理论分析和仿真实验,证实了该扭转模腔在沿轴方向光强分布均匀,不会形成空间烧孔效应,实现了单一纵模的激光输出.     

LD泵浦Nd:YAG/LBO腔内倍频蓝光激光器的研究

以LBO作倍频晶体,腔内倍频Nd:YAG产生473 nm蓝光,得到最大平均输出功率为87.6 mW,斜效率为1.1%,倍频转换效率为1.2%的连续蓝光的输出。     

Nd:La0.02Lu0.98VO4晶体的生长与性能研究

利用提拉法生长Nd:La_(0.02)Lu_(0.98)VO_4单晶.经测试,晶体的晶胞参数a=b=0.703 7 nm,c=0.624 2 nm;a向和c向的热膨胀系数分别为α_a=4.3×10~(-6)K~(-1)和α_c=11.6×10~(-6)K~(-1).室温下测试偏振吸收和荧光光谱,结果显示:晶体在809 nm处有较大的吸收线宽5.00 nm(σ)和6.15 nm(π),较大的吸收截面4.70×10~(-20)cm~2(σ)和10.47×10~(-20)cm~2(π).在1 065 nm处有强荧光发射峰,半峰宽分别为2.27 nm(σ)和1.82 nm(π),受激发射截面σe分别为6.5×10-19cm2(σ)和13.8×10~(-19)cm~2(π),荧光寿命为102.5μs.利用未镀膜的晶片进行初步激光实验,获得1 065 nm连续和调Q激光输出.在最高泵浦功率20 W时,获得最高4.95 W的连续输出,光-光转换效率为24.8%,斜效率27.9%;在脉冲重复频率为5 kHz时,得到最高的峰值功率为61.99 kW.结果表明,Nd:La_(0.02)Lu_(0.98)VO_4晶体可能成为新的脉冲激光晶体.     

以双包层光纤光栅为后腔镜的掺Yb3+双包层光纤激光器的研究

本文对LD泵浦以双包层光纤光栅为后腔镜的掺Yb3 双包层光纤(DCF)激光器进行了实验研究．采用相位掩模法直接在内包层为圆形的掺Yb3 双包光纤一端写制反射率约为0．2 dB的光栅,并用其作后腔镜, 以二向色镜为前腔镜构成了双包层光纤激光器．在1 054．6 nm处得到峰值半宽(FWHM)<0．1 nm的稳定单模激光输出,并对试验结果进行了理论分析．     

自聚焦透镜耦合Nd:YVO4/LBO全固态绿光激光器

目的为减小传统透镜耦合系统给泵浦光束带来的热畸变,提高耦合效率,较好地实现抽运光与振荡光之间的模式匹配。方法利用自聚焦透镜端面抽运Nd:YVO4/LBO系统,LBO晶体采用了I类非临界相位匹配方式,分析了激光晶体热透镜效应对三镜V型折叠腔稳定性的影响。结果通过对端面抽运Nd:YVO4晶体工作特点的分析,得出了端面抽运方形激光晶体内部温度场的分布规律和热透镜焦距的表达式。结论抽运光功率为28.4 W时,获得了9.9 W的连续绿光输出,其光-光转换效率达34.9%。     

基于LBO晶体三倍频的激光实验系统的研究

首先简述了晶体的倍频理论,总结了适用于紫外倍频的非线性光学晶体的特性,提出了倍频晶体选择的理论依据,选用KTP晶体,调试出高效腔外倍频绿光激光器。选用LBO晶体,设计出一台紫外激光器,获得稳定的24.3mw的355nm紫外激光输出,转换效率为10.6%。