氪灯侧面泵浦Nd:YAG激光器热透镜效应研究

对氪灯侧面泵浦Nd:YAG激光器的热透镜效应进行了分析,由实验得出热透镜效应的经验公式,并提出一些改进方案,在一定程度上减小了热透镜效应.     

Nd:YAG激光器的热透镜效应及其对激光输出的影响

对Nd：YAG激光器的热透镜效应进行了分析，给出了实验测量动态热效应的方法．利用矩阵光学的方法，分析了热透镜效应对激光输出功率和光束质量的影响，并计算了两种谐振腔参数下的束腰宽度ωo、远场发散角θo和模体积V随热焦距f的变化情况．     

输出耦合镜材料的吸收对激光光束影响的理论分析

在给出大功率激光器输出耦合镜基模和多模两种理论模型的基础上分析了材料吸收对激光器输出光束的影响。对于在通常使用参数下，ＧａＡｓ和ＺｎＳｅ 材料输出耦合镜吸收对于激光束的影响及热透镜效应作了数值分析。     

热透镜效应对激光焊接模式及其过程稳定性的影响

热透镜效应是影响激光焊接质量的重要因素之一。本文描述了激光焊接的模式转变规律，实验测定了透镜焦距变化量与激光功率、激光作用时间的关系，研究了热透镜效应对焊接过程及焊缝成形的影响。结果发现，大功率激光焊接时，热透镜效应使聚焦透镜的焦距缩短并可能使焊接过程逐渐偏离预先设计的稳定焊接模式，从而导致焊接过程的不稳定和熔深的剧烈波动。并通过分析热透镜效应引起焊接模式转变的机理，提出了防止这种因热透镜效应引起的不稳定现象的措施。     

低功率激光作用下的热透镜效应

采用COMSOL Multiphysics 5.5软件构建的模型研究了透镜焦距变化与激光功率变化的关系,利用理论分析设计实验方案并确定热透镜焦距计算公式.通过实验探究了低功率激光作用下的热透镜效应,实现了低功率激光作用下热透镜效应的可视化,测得酱油透镜为热凹透镜;使用刀口法测量激光半径,得到热凹透镜的焦距,实验相对误差为3.6%;以焦距为热透镜效应的强度参照量,得到热透镜效应的强度与光功率呈正相关关系.     

端面研磨Nd:YAG晶体棒热透镜焦距测量

主要分析和测量端面研磨凹面的Nd:YAG激光晶体棒的热透镜焦距。实验通过He-Ne光测试法,分别测量了不同功率下的端面研磨和未研磨晶体棒的热透镜焦距,并通过作图比较二者的热透镜焦距随泵浦功率变化情况,得出随着泵浦功率的增大,热透镜焦距逐渐减小的结论。文中对未研磨晶体棒热透镜焦距进行了理论和实验值的比较,曲线情况基本相符,故根据理论计算出补偿热透镜效应所需要的晶体棒的研磨半径。由于通过理论计算得出的研磨半径在实验过程中出现了出光阈值高,输出功率降低等一些现象,不利于生产的需要,故在实际经验的指导下,增大了晶体棒的研磨半径。结论指出端面研磨晶体棒的方法在一定条件下能对激光晶体棒的热透镜效应进行补偿,对大功率固体激光器的研发有一定积极作用。     

高功率热稳定基模运转激光谐振腔的设计

分析了设计基模运转的高功率连续固体激光器谐振腔的基本理论和原则,据此制定了设计内含热透镜的基模运转的热稳腔的基本步骤,并以Nd:YAG固体激光器为例,求出其最佳腔参数.     

连续泵浦脉冲输入能量的掺Nd~(3 ):YAG激光器

本文着重从技术方面介绍新型的掺Nd~(3 ):YAG激光器和它的高精度冷却系统。补偿了热透镜效应的这种激光器,具有连续和脉冲泵浦的优点,并可获得连续或脉冲激光输出。     

激光V型谐振腔的等价腔分析法

为了分析激光谐振腔的稳定性,选取广泛应用的V型腔作为研究对象,将V型折叠腔等效为含有透镜的三镜直型腔(共轴球面腔),然后采用*g-参数等价腔分析法,将三镜直型腔等价为不含透镜的共轴球面腔,进而考虑激光晶体的热透镜效应,采用多元件光学谐振腔等价腔分析法推导出热透镜效应下V型腔的g?-、g?-等价空腔.该方法形象地将V型腔与共轴球面腔联系了起来,有效地体现V型谐振腔中各参量之间变化关系,通过对热透镜效应下V型腔的g?-、g?等价空腔的计算,便可对V型腔的稳定性的影响因素进行求解分析,为激光谐振腔的分析和设计提供重要参考.     

Cr,Tm,Ho:YAG激光器耦合效率与束腰关系实验研究

热透镜效应对大功率激光器的光纤耦合系统起着明显的作用。Cr,Tm,Ho:YAG激光器输出的光束为多模光束,文章通过计算不同光束质量和散角的光束的束腰直径和束腰位置,对系统透镜的焦距进行优化计算,实验证明,修改后的光纤耦合系统的耦合效率相对原耦合系统有明显提高,耦合后的光纤末端输出能量明显提高,在使用小孔径的光纤时,可以获得更高能量的输出。     

LD端面泵浦激光晶体热效应分析

针对二极管激光器端面泵浦Nd:YVO晶体工作特点,提出矩形各向异性激光晶体热模型.在晶体周边冷却,两通光面绝热情况下,通过求解泊松热传导方程,得出了矩形截面Nd:YVO4激光晶体的温度分布,进而求解Nd:YVO4激光晶体端面热膨胀量.研究结果表明,在泵浦功率为18W时,激光晶体泵浦面最高升温344.4K,最大热形变量2.85μm.对激光晶体温度场分布和端面热形变的研究,为解决晶体热效应提供了理论基础.     

532 nm单频Nd:YVO4/KTP激光器及碘吸收谱线观测的研究

用Nd:YVO4/KTP内腔倍频激光器在515 mW抽运时,获得了40.4 mW的单频532 nm绿光.分析了获得单频运转的原因,并从理论上分析、实验中验证了用增加腔长的办法,可减小自由运转激光器的频率漂移.用其单频输出观测到1997年国际米定义咨询委员会(CCDM)推荐谱线以外的一些新的12吸收谱线.     

基于MgO:PPLN的高功率2μm光参量振荡器

采用1m激光泵浦周期性极化掺镁铌酸锂晶体光参量振荡器（MgO:PPLN OPO）,实现了高功率2m近红外激光输出.采用Nd:YVO4激光器产生的1m激光泵浦MgO:PPLN OPO,在泵浦功率为7.2W时,获得了5.3W的2m激光输出,转换效率为74％.为进一步获得更高功率的红外激光输出,泵浦源改用Nd:YAG激光器,并对其进行优化设计,提高了Nd:YAG激光器的输出功率和光束质量,用其泵浦MgO:PPLN OPO,在泵浦功率为25W时,获得了9.5W的2m激光输出.     

LD端泵Nd:YVO4固体激光器输出特性的实验研究

在不同腔反馈、晶体尺寸和掺杂浓度情况下，对LD端面泵浦平直腔Nd：YVO4固体激光器进行了实验研究．测量了晶体的热透镜焦距，在泵光功率21W时，实现了稳定的8．5W准基模输出，光-光转换效率40．5％，斜效率达到59．4％．     

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%。     

Diode pumped Nd: YVO_4 laser at 671 nm with a type-Ⅱ noncritical phase-matched LBO

A diode pumped intracavity frequency-doubled Nd: YVO4 laser emitting at 671 nm with a type- n noncritical phase-matched LBO crystal is reported. A maximum output power at 671 nm of 404 mW was obtained under an incident pump power of 5.16 W, with an optical-to-optical conversion efficiency up to 7.8%. The output power fluctuates less than 5% while the temperature change of the LBO crystal is maintained at ±0.5℃ at the phase-matched temperature.     

LD泵浦的Nd：YVO4里端面不镀膜的单频激光器

利用Ｎｄ：ＹＶＯ４晶体微片的两个端面与输出镜构成一个复合腔，实现ＬＤ泵浦的Ｎｄ：ＹＶＯ４激光器的单频运转，在１９０ｍＷ的泵浦功率下，获得７０ｍＷ的单频输出。     

LD泵浦Nd:YVO4/Cr4+:YAG被动调Q激光器性能实验研究

采用7.5 cm的直腔,对LD泵浦的Nd:YVO4/Cr4+:YAG被动调Q激光器的脉冲性能进行了相关实验研究。采用两块不同透过率的输出镜和两块不同小信号透过率的Cr4+:YAG晶体,分别研究了调Q脉冲的平均输出功率、脉冲宽度、重复频率、单脉冲能量以及峰值功率随泵浦功率的变化关系。在泵浦功率达到13.3 W时,采用6.5%的输出镜和小信号透过率为60%的Cr4+:YAG晶体得到了最短脉宽为15 ns且具有高稳定性和可靠性的调Q脉冲输出,其相应的峰值功率可达到3.04 kW,适用于军事国防领域。     

大功率LD泵浦被动调Q Nd:YVO4/KTP倍频绿光激光器的研究

LD泵浦的全固态调Q绿光激光器具有高峰值功率、高平均功率、高脉冲能量、光束质量好、体积小、寿命长等特点，在材料加工、医疗、光谱和空间通讯中具有重要意义。本文用KTP晶体进行腔内和腔外倍频，得到532 nm高重复频率、高峰值功率的绿光输出。泵浦功率为15．3W时，平均输出功率达到了684mW；腔内倍频的准连续绿光的峰值功率最高达到3．08 kW。最后对腔内倍频实现高峰值功率输出的原因做了简要的探讨。     

LD泵浦Nd:YVO4声光调Q激光的脉宽控制

采用LD泵浦,实现了Nd:YVO4声光主动调Q1.06μm激光运转。首次研究了LD泵浦Nd:YVO4声光调Q激光的脉宽控制。实验结果表明,通过改变声光调制器在激光腔内的位置以及泵浦光在激活介质内的分布,可以有效地控制脉冲宽度,并且随着重复频率的提高,脉宽可调范围增大。根据ABCD矩阵传输理论,考虑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声光调Q激光的耦合速率方程组,理论计算与实验结果相符。