利用抗共振环实现稳定的BDN被动锁模

在理论上,通过对BDN能级结构的分析并结合速率方程组,指出基态驰豫时间为ns量级的BDN染料片实现被动锁模的可能性．实验上,在凸-ARR(抗共振环)非稳腔结构的脉冲式Nd：YAG激光器中,用BDN作为可饱和吸收体实现被动锁模运转,得到平均能量为22．1mJ,能量起伏为1．6％稳定的锁模单脉冲序列．     

对撞增强腔和LiF晶体实现稳定的被动锁模

理论分析LiF:F~-_2色心晶体的能级结构,计算其激发态吸收的饱和光强,指出基态恢复时间为纳秒量级的LiF实现被动锁模的可能性．利用对撞增强腔Nd:YAG激光器实现LiF晶体的锁模激光输出,获得平均能量为11．8mJ,稳定性大于98％的锁模单脉冲序列．     

LD侧面泵浦被动Q开关Nd:YAG激光器模拟与实验研究

该研究考虑被动调Q过程的动态损耗,即考虑可饱和吸收体的吸收系数随时间的变化,分析了LD端面泵浦被动Q开关Nd:YAG激光器的速率方程组。数值模拟了在不同可饱和吸收体初始透过率,以及不同输出耦合镜透过率的情况下,输出激光的单脉冲能量和脉宽。并与试验结果进行了对比。模拟结果和实验结果相符合。研究结果表明随着初始透过率的增加单脉冲能量逐渐减小,而脉宽逐渐增大。随着输出耦合镜透过率的增加,单脉冲能量先增大后减小,脉宽先减小后增大。     

不同腔型Cr~(4 )∶YAG被动调Q激光器

以新型可饱和吸收体 Cr4 ∶ YAG晶体作为调 Q开关 ,在平 -凸非稳腔和平 -平介稳腔中实现被动调 Q运转 .分别获得能量为 70 .5m J和 2 9.7m J,脉宽为 2 3ns和 2 0 ns,能量起伏为 1.9%和 3.8%的调 Q单脉冲输出 .实验结果表明 ,非稳腔有利于输出能量和稳定性的提高 ,理论分析和实验结果相符 .     

LD端面泵浦Nd:YAG/MWCNT被动调Q锁模激光特性研究

本文首次研究了以多壁碳纳米管（MWCNT）为饱和吸收体,Nd:YAG被动调Q锁模激光器的输出特性。激光器连续光（CW）和调Q锁模（QML）运转平均输出斜效率分别为35.7%和14.9%。实验得到的调Q包络重复频率在45.2~128.8 kHz范围内变化。最短调Q包络脉冲宽度为95 ns,仅包含10个锁模脉冲。最高调Q包络单脉冲能量和锁模脉冲单脉冲能量分别为14.6和1.31 μJ。锁模脉冲宽度约为461 ps,相应的最高峰值功率为2.84 kW。     

9 W级高功率SESAM锁模Nd∶YVO_4激光器

通过LD端面泵浦Nd∶YVO4晶体,以半导体可饱和吸收镜(SESAM)作为被动锁模器件,利用ABCD传输矩阵法和MATLAB软件设计具有良好热稳定性和超大稳区的X-型五镜折叠谐振腔,实现了高效率和高功率的连续稳定锁模运转.在泵浦功率30 W时得到1 064nm波长最大9W的稳定锁模输出,脉冲重复频率为108.28MHz,脉宽为9.53ps,对应最大单脉冲能量84.04nJ,激光器的斜效率达到31.7%.以此为种子源放大可直接获得百瓦级高功率锁模激光输出.     

Cr~(4+)∶YAG被动调Q与被动锁模的研究

分析Ｃｒ４＋∶ＹＡＧ晶体对１．０６μｍ激光的可饱和吸收特性．从速率方程出发，导出基态和第一激光态反转Ｃｒ４＋粒子数密度的变化率、第一和第二激发态的饱和光强．由此得出Ｃｒ４＋∶ＹＡＧ的第一激光发态的饱和吸收只能实现调Ｑ，而第二激发态的饱和吸收可以导致锁模．在同一台脉冲式Ｎｄ∶ＹＡＧ激光器中用Ｃｒ４＋∶ＹＡＧ晶体作为可饱和吸收体．改变腔长和其它实验条件，既可实现被动调Ｑ运转，得到脉宽２０ｎｓ、能量１２５ｍＪ的巨脉冲输出；又可实现被动锁模运转，得到脉宽１９０ｐｓ、能量３５ｍＪ的锁模脉冲序列     

多量子阱被动锁模半导体激光器的啁啾分析

讨论了多量子阱被动锁模半导体激光器中光脉冲啁啾的产生机制和变化规律,在实验中得到被动锁模蓝移啁啾脉冲,它主要是由于增益介质和饱和吸收体的热效应参数所致的结果,这为设计出通信波长(1.55μm)、高脉冲能量(>10 dBm)、窄脉宽(<2.9 ps)和具有时间带宽积脉冲(Δt.Δυ~0.43)输出的通信用半导体激光器提供理论依据.     

基于黑磷可饱和吸收体的Nd:YVO_4锁模激光器的研究

采用液相剥离方法成功制备了黑磷可饱和吸收体,在Nd:YVO_4激光器中实现了连续锁模运转.在中心波长为1064.13nm处,获得脉冲宽度为5.7ps、重复频率为91.5MHz的锁模脉冲.在2.5 W的吸收泵浦功率下,激光器输出功率为300mW,相应斜效率14%.锁模激光单脉冲能量为3.28nJ,峰值功率为525 W.     

Nd:YAG被动调Q激光器的研究及其设计

从被动调Q激光器的速率方程出发,对其各个参数进行数值求解,模拟其变化曲线,以激光输出单脉冲能量10 mJ、脉宽3 ns为例,对被动调Q的Nd:YAG激光器进行设计,得到激光器的关键参数:输出镜反射率R和饱和吸收体的初始透过率T0,并分析其热效应.最后,以传输矩阵理论,设计了激光器的谐振腔,所得结论为二极管泵浦的被动调Q激光器的实验研究提供理论依据.     

High pulse energy femtosecond large-mode-area photonic crystal fiber laser

A high pulse energy femtosecond fiber laser based on a large-mode-area photonic crystal fiber is demonstrated. A segment of Yb-doped single-polarization large-mode-area photonic crystal fiber with extremely low nonlinearity is explored as gain media of this fiber laser, resulting in intrinsically envi- ronmentally stability. The fiber laser is based on a linear cavity with dispersion compensation free con- figuration, and the stable mode-locking is obtained by a semiconductor saturable absorber mirror （SESAM）. The fiber laser directly generates 2.5 W of average power at a repetition rate of 51.4 MHz, corresponding to a single pulse energy of 50 nJ. The output pulse duration is 4.2 ps, which is dechirped to 410 fs after extracavity dispersion compensation. The nonlinear absorption of SESAM determines the pulse shaping at low output power, while the mode-locking mechanism is under the balance between spectrum broadening from self-phase-modulation and gain filtering at the high output power.     

被动调Q固体激光器输出脉冲宽度控制

采用LD泵浦,实现了Nd:YVO4/Cr4 :YAG被动调Q激光运转。考虑激活介质热效应及泵浦光强和腔内振荡光强的空间高斯分布,给出LD泵浦Nd:YVO4/Cr4 :YAG被动调Q激光的耦合速率方程组,经数值求解,获得了脉冲宽度随饱和吸收体在激光腔内位置和泵浦光在激活介质内分布的变化关系,理论计算与实验结果相符。     

Nd:YAG激光器声光主动锁模研究

采用声光调制进行Nd:YAG激光器主动锁模实验。按照Raman-Nath衍射理论,分析了锁模时,谐振腔长度与调制频率的匹配条件。观察了调制器的超声驻波场波前轮廓,位相光栅衍射光斑,激光器自由振荡波形以及实现主动锁模时的超短脉冲序列波形。实验结果与理论分析相符合。     

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。     

1.9 ns LD端面泵浦Nd:YVO4/GaAs被动调Q激光器

研究了激光二极管端面泵浦Nd:YVO4/GaAs被动调Q激光器的输出特性。在连续光运转和调Q运转情况下,得到的激光最高输出斜效率分别为41.5%和11.4%。用一片700 μm厚的GaAs薄片作为饱和吸收体,对1.06 μm激光透过率为6.5%的平面镜作为15 mm谐振腔的耦合输出镜,得到的最短脉宽仅为1.9 ns。在泵浦功率由0.5 W上升到5.6 W的过程中,用T为6.5%和20%的输出镜得到的脉冲重复频率从18.7和23.9 kHz分别上升到53和41.3 kHz。两种输出镜透过率下得到的最大脉冲能量分别为8.5和13.3 μJ,相应的峰值功率高达4.45和4.6 kW。此激光器具有非常高的振幅稳定性,在高泵浦功率下调Q脉冲振幅波动小于3%。     

声光锁模全固态皮秒激光器的实验研究

设计搭建了一台声光锁模的Nd:YAG激光器,进行了全固态连续主动声光锁模的实验研究,在没有加入锁相环反馈电路的情况下,获得了平均功率2 W,重复频率82 MHz,脉冲宽度324 ps,单脉冲能量24.4 nJ的稳定锁模脉冲输出.     

含热透镜的非稳腔CPM固体激光器分析

本文考虑到Nd3+:YAG棒在工作中的热效应,把含热透镜的CPM非稳腔等效为平凸空腔,以此分析CPM非稳腔的结构参数对激光器输出能量、光束远场发散角和抗干扰能力的影响,得出的结论与实验相符。     

高重复率LiF:F_2~-色心调Q的YAG倍频激光器

本文阐述了作者研制的LiF:F_2~-晶体色心调Q的YAG倍频激光器.该激光器输出高重复率、高峰值功率、窄脉宽的脉冲蓝绿激光,适用于机载激光雷达进行大面积、高深度、高精度的海洋探测.文中还介绍了这种激光器输出激光的偏振性、脉冲宽度和能量的稳定性等实验结果.     

基于金纳米棒可饱和吸收体的Nd:YSAG被动调Q激光器

以新型金纳米材料为可饱和吸收体,研究了LD端面泵浦的Nd:YSAG被动调Q激光器的激光输出特性。实验中通过调整金纳米棒的长径比等参数,成功地将金纳米棒材料由表面等离子体共振引起的非线性吸收峰调控到Nd:YSAG激光的输出波长1 062 nm处,并成功获得了稳定的被动调Q激光输出,在泵浦功率为4.9 W时,激光器的平均输出功率为14 m W,此时,激光脉冲宽度为944.1 ns,重复频率100.1 k Hz。实验结果表明,金纳米材料在脉冲激光领域具有良好的应用前景。