连续Nd:YAG激光器FTIR调Q技术方案

比较了受抑全内反射棱镜和声光调制两种调Q技术的机理 ,讨论了把前者用作连续Nd :YAG激光器Q开关的可行性以及对主要的技术指标的要求     

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.     

Nd:YAG调Q脉冲泵浦的Cr4+:Mg2SiO4激光器

采用Nd∶YAG调Q激光器输出的1.06μm光脉冲泵浦掺铬镁橄榄石(Cr4 ∶Mg2SiO4)晶体,实现Cr4 ∶Mg2SiO4激光器的增益开关运转.Cr4 ∶Mg2SiO4在46 mJ的泵浦能量下,输出激光脉冲的中心波长约为1.22μm,能量和脉宽分别为4.8 mJ和8.2 ns,其光-光转换效率达到12%.同时,研究激光器的光-光转换效率随聚焦透镜焦距的变化特性.     

LD泵浦的Nd:LuVO4被动调Q激光器

报道了一种LD泵浦的被动调QNd:LuVO4激光器,其中,Cr4 :YAG作为可饱和吸收体,KTP作为倍频晶体.在注入泵浦功率为7.4W时,得到的最大平均功率为0.88W,最高重复频率为27kHz,最窄脉宽为14ns的1.06μm基频激光输出.在泵浦功率为7W时,得到的脉冲绿光的平均功率为271mW,重复频率,脉宽,单脉冲能量和峰值功率分别为12.5kHz,28ns,21.7μJ和0.77kW.     

激光二极管泵浦的调 Q Nd:YVO_4绿激光器

研制成用激光二极管泵浦的声光调Ｑ的Ｎｄ：ＹＶＯ４腔内倍频激光器，得到了ＴＥＭ００模、频率高达１００ｋＨｚ的稳定的５３２ｎｍ绿激光脉冲系列输出，阈值泵浦功率２７ｍＷ；在连续５７０ｍＷ的泵浦功率下，绿激光脉冲的峰值功率１．１ｋＷ，脉宽４．６ｎｓ；输出功率稳定，在±５℃的工作温度变化下，输出功率变化小于±２％。实验发现：在一定的泵浦功率范围内，随着泵浦功率的增加，１．０６４μｍ基频光的输出能量逐渐增加到一个最大值，然后又逐渐降低；而５３２ｎｍ倍频光的输出能量却一直单调增加；同时激光脉冲宽度也逐渐减小，趋向一个最小值；倍频光脉冲宽度远小于基频光脉冲宽度。声光调制器的质量对器件性能有很大的影响。     

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。     

连续激励斩光盘式调Q CO2脉冲激光器的研制

针对激光加工的特殊要求,研制出连续激励斩光盘式调Ｑ ＣＯ２脉冲激光器,获得了高重复频率、高峰值功率、短脉宽并具有较高的平均功率和较好模式的ＣＯ２调Ｑ脉冲输出。     

虚共焦偏振耦合输出腔Nd:YAG调Q激光器

本文研制了带放大级的虚共焦偏振耦合输出腔重复频率Nd:YAG激光器,给出了设计步骤和实验结果。振荡级输出脉冲能量250mJ,脉冲宽度12ns;TEM_(00)模输出;一级放大后输出脉冲能量>500mJ,发散角<0.5mrad,近场光斑均匀,远场光斑近似高斯分布。     

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:YAlO3双波长调Q脉冲激光腔内倍频的研究

本文构建了晶体双波长调Q激光腔内倍频的速率方程,通过数值求解,分析了不同腔长条件和倍频耦合条件对双波长脉冲激光时间特性和输出光子数的影响,通过仔细调整腔长和倍频耦合几何因子,理论上获得了均衡的红绿双波长调Q脉冲激光输出.     

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%。     

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。     

基于MoS2可饱和吸收的Nd∶ScYSiO5晶体调Q激光特性研究

通过液相剥离法成功制备多层MoS_2溶液,将上层清液旋涂于YAG晶体表面,并进行烘干,制成实验所用的可饱和吸收镜.多层MoS_2可饱和吸收镜的微观形貌及层数由AFM进行表征,结果显示其表面较为平整,层数约为12层.实验中,实现了基于多层MoS_2可饱和吸收的Nd:ScYSiO_5晶体1074.7nm和1078.2nm双波长调Q稳定运转.在3.3W的吸收泵浦功率下,获得了392mW的调Q激光输出,斜效率为13.8%.获得的最短激光脉冲宽度,最大的脉冲重复频率及单脉冲能量分别为460.7ns,313.5kHz和1.25μJ.实验结果表明,在1μm波段,多层MoS_2是一种优异光电材料,具有良好的可饱和吸收特性.     

三棒串接Nd:YAG激光谐振腔的稳定性研究

采用激光谐振腔的矩阵理论分析了三棒串接的Nd：YYG激光器的稳定特性，给出了对称放置的平行平面腔稳定区范围．结果表明，合理选择棒的位置及工作参数，可提高激光器的输出功率．另外，三根棒的热效应不相同会缩小激光器的稳定区范围．设计了三棒串接的激光器，获得了970W的输出功率．     

Nd:YAG激光重建心肌血管的模拟研究

利用蒙特卡罗方法对Nd:YAG激光重建心肌血管进行了模拟研究,研究结果表明波长为1 064 nm的Nd:YAG激光重建心肌血管时,会对激光孔道周围的心肌组织造成较大范围的热损伤;同时由于心肌组织对Nd:YAG激光的吸收峰值出现在心外膜和心肌膜之间,因此将会产生"爆炸"效应,并在心外膜形成"喇叭"口;模拟研究的结果和实验结果相符合.     

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。     

基于CPLD与单片机的激光脉冲控制卡设计

为实现激光微加工领域中单个激光脉冲在规定位置的精确输出,以CPLD(复杂可编程逻辑器件)和单片机为核心部件,研制出一种激光脉冲控制卡.CPLD用于实现单片机与上位工控机的高速并行通信,接收外部运动系统产生的脉冲信号,并对其进行4倍频处理;单片机对CPLD预处理后的脉冲信号进行计数、分频处理,并最终输出一定频率、脉宽可调的控制信号给激光调Q驱动器,利用声光调Q技术实现单个激光脉冲规律性的输出.结果表明:本板卡集成了CPLD和单片机各自优点,减少了外部电路模块,降低制作成本,提高了系统的稳定性.通过激光脉冲控制卡对外部运动系统及单个激光脉冲输出的协调联动控制,成功实现单个激光脉冲在规定位置的精确输出,保证了激光微加工的高质量和效率.     

窄带滤光片精确波长激光器高频调制特性研究

采用窄带滤光片作为选频元件对精确波长激光器高频调制特性进行了小信号分析.优化设计了外腔长度,兼顾了激光器的阈值特性和工作稳定性;给出了适用于外腔情况的光子寿命表达式;讨论了外腔反射率、管芯与外腔耦合效率以及外腔长度对光子寿命的影响.数值分析结果表明该类型激光器的调制响应特性主要取决于等效光子寿命,受偏置电流影响不大.当外腔反射率为72%,管芯与外腔耦合效率为80%,等效外腔长度为9.7 mm时,光子寿命为100 ps,激光器的调制带宽约为2 GHz,适合于以太网无源光网络中波分多址技术应用的需要.     

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/Cr4+:YAG被动调Q锁模激光器的输出特性

研究了LD泵浦Nd:YVO4/Cr4 :YAG调Q锁模激光器的输出特性,得到了如下结论:腔长较短时只能实现调Q脉冲激光输出,其峰值功率随泵浦功率成近似线性增加;当腔长增加到足够大时可实现稳定的被动调Q锁模激光脉冲输出,与调Q激光脉冲比较峰值功率得到很大提高;脉冲LD泵浦时,锁模脉冲激光输出平均功率减小,锁模脉冲峰值功率远大于连续泵浦锁模脉冲的峰值功率,谐振腔稳定区变宽.