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.     

钛宝石端面泵浦Yb~(3+):YAG激光器输出功率的理论分析

从准三能级速率方程出发,模拟分析了940 nm钛宝石激光端面泵浦Yb3+:YAG输出1 030 nm激光的性能.在此过程中,着重考虑了泵浦光的吸收饱和以及Yb3+的自吸收损耗.结果表明:由于输出波长在1 030 nm附近的Yb3+:YAG晶体存在严重的自吸收损耗,入射功率必须足够强时才能有激光输出,因此激光器的阈值较高;同时,自吸收损耗与Yb3+离子浓度、晶体厚度有关,存在最佳的晶体厚度和Yb3+离子浓度,使激光器的输出功率最大.泵浦光的吸收饱和使激光器运转时激光下能级的粒子数减少,吸收系数下降,相同入射泵浦功率时,激光器的输出功率较低.     

双端泵浦Nd:YVO4晶体温度场及热形变场的研究

为了研究激光二极管双端泵浦激光晶体引起的热效应问题,建立了轴向加热、周边恒温的圆柱形激光晶体热模型.通过热传导方程,利用半解析方法得出了双端泵浦激光晶体温度场和端面热形变场的通解形式,同时研究了泵浦功率、泵浦光斑尺寸以及晶体钕离子掺杂质量分数等因素对晶体温度场和端面热形变场的影响.研究结果表明:当泵浦功率增加、光斑尺寸减小、钕离子掺杂质量分数增加时,激光晶体端面处的温升和热形变量也相应地增大;在相同泵浦条件下,钕离子掺杂质量分数为 0 5%的掺钕钒酸钇晶体中截面处的温升大于其他掺杂质量分数的晶体的相应温升.     

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。     

LD端面泵浦Nd:YAG激光器的热效应研究

对激光二极管端面泵浦Nd:YAG激光器的热效应进行了分析.由热传导方程得出YAG晶体内的温度分布,模拟出激光晶体的折射率分布,并得到了激光束腰和YAG的热焦距随泵浦功率的变化曲线.     

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.     

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.     

连续输出1.60 W/473 nm直腔蓝光激光器

报道了LD端面泵浦Nd：YAG晶体，LBO腔内倍频473nm全固态直腔蓝光激光器．根据谐振腔稳定性理论，利用简单的平-平腔直接测得不同泵浦功率下的热焦距值．通过数值计算分析了不同热焦距下，Nd：YAG与LBO晶体中的腰斑半径以及LBO中光腰的位置。并在准三能级系统模型和倍频理论的指导下优化激光腔体结构，使激光器实现最佳的模式匹配和倍频效率，得到高效的蓝光激光输出．激光阈值为1．92W；当泵浦激光功率为20．58W时，473nm蓝光的输出功率为1．60W。光-光转化效率为7．8％．     

基于体布拉格光栅的高功率可调谐Er／Yb共掺光纤激光器

主要介绍基于体布拉格光栅（VBG）的宽调谐Er／Yb共掺光纤激光器．通过中心波长为976nm的半导体激光器（LD）包层泵浦Er／Yb共掺光纤,并利用VBG作为波长选择器件,在耦合进入光纤的泵浦光功率为51w的情况下,实现了13．1W的功率输出,激光中心波长为1570nm,相应的斜效率约26．6％．通过改变VBG的工作角度,实现了1532—1570nm连续可调谐激光输出,调谐范围达38nm,基本覆盖了整个光纤通信低损耗的c波段（1530—1565nm）,激光功率输出水平≥10．66w．     

LD双端面泵浦Nd:YAG激光器实验研究

【目的】对双端面泵浦的Nd:YAG激光器进行实验研究。【方法】设计了一种对激光晶体YAG进行双端面泵浦的结构方式,提出对激光晶体介质进行传导冷却与水冷冷却相结合的散热方法,并进一步分析在双端面泵浦下晶体内部的热功率分布,并对晶体内的温度场分布进行了数值模拟计算。【结果】采用U型平行平面腔结构,在注入总泵浦光为33.8W时,得到最高输出功率22.30 W,光-光转换斜效率为71.2%,出光阈值功率为6.68 W,输出光束为基模,M2为1.4。【结论】双端面泵浦YAG激光器比单端面泵浦具有更高的转换效率、更好的光束质量,具有很强的实用价值。
     

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％．     

基于BaLuF5 颐Yb3+ ,Er3+ 纳米晶掺杂的聚合物光波导放大器

为提高聚合物光波导放大器的增益性能, 利用高温法合成了BaLuF5 颐Yb3+ ,Er3+纳米晶, 并分别对纳米晶的形貌、晶体结构和近红外发射特性进行了表征。测试结果表明, 纳米晶平均粒径为13 nm, 并在1 530 nm 处具有较强的发射, 荧光半高宽为50 nm。将合成的纳米晶掺杂入SU-8 聚合物作为光波导放大器的芯层材料, 使
用光刻显影等工艺, 在表面长有二氧化硅的硅衬底上制备出了聚合物光波导放大器。当980 nm 波长泵浦光功率为280 mW、信号光波长为1 530 nm 且功率为0. 1 mW 时, 在长度为1. 1 cm 的光波导放大器中, 获得了3. 95 dB的相对增益。     

敏化离子Yb3+对Er3+:Yb3+:YCa4O(BO3)3晶体光谱参数的影响

通过对Er^3 单掺和Er^3 、Yb^3 双掺YCa4O(BO3)3（简称为Er:YCOB和Er:YYCOB）室温吸收谱的测量和计算，发现Yb^3 的敏化作用十分显著，以至于Judd-Ofelt(JO)理论的传统算法不能奏效。本文用数值法和联立法求解了全部JO参数，计算了能量转移的量值。JO参数表明，Er:YYCOB在InCaAs二级管激光泵浦下，有望产生1500nm左右的红外激光输出。而Er:YCOB，由于Er^3 离子在此波长附近的重复吸收损耗较大，红外激光输出的可能性很小。     

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.     

Diode pumped Nd: YVO4 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-II 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 °C at the phase-matched temperature.     

Yb:Y3Al5O12/Y3Al5O12复合晶体键合质量与激光性能研究

采用热键合技术制备了Yb:Y3Al5O12/Y3Al5O12(Yb:YAG/YAG)复合晶体。利用原子力显微镜和激光器分别对复合晶体键合界面形貌和散射情况进行了测试,结果表明Yb:YAG/YAG复合晶体无复合界面空间层,无界面散射,键合质量良好,实现了一体化。采用压力法测试得到复合晶体键合面的剪切强度为22.63 MPa。在激光二极管泵浦下,复合晶体实现了722 mW的连续激光输出,斜效率为26.7%。     

Nd:YAG\Cr~(4+):YAG晶体的被动调Q运转特性研究

设计了一个小型的激光二极管泵浦自聚焦透镜耦合的激光器,利用Cr4+:YAG晶体作为可饱和吸收体.研究了Nd:YAG\Cr4+:YAG键合晶体发射波长为1 064nm的被动调Q运转特性.在不同的输出率下得到了不同脉冲宽度以及不同重复频率的脉冲.当晶体温度在30℃时,重复频率范围在1.4到5kHz,脉冲宽度范围在3ns到5.2ns.在输出率为27%时最窄脉冲宽度为3ns、重复频率为4.18kHz时得到最大单脉冲能量为43.06μJ,相应的峰值功率为14.35kW,获得了的稳定脉冲序列同时获得了高度稳定的脉冲序列.此外,通过理论计算研究了键合晶体的热透镜焦距与泵浦功率的变化关系.