高重复频率的增益开关Nd3+:YVO4+KTP绿光激光器

为了设计一种可连续和脉冲双模式输出的绿光激光器,采用一只半导体激光器端面抽运Nd3+:YVO4+KTP胶合晶体,通过腔内倍频,获得光-光转换效率为19%的连续绿光激光输出.利用增益开关技术,改变注入激光器的电脉冲波形,可得到方波、正弦波或三角波的绿光激光脉冲输出;调节激光器驱动电流的幅度和占空比可改变输出激光脉冲的强度和脉宽;改变驱动电源的重复频率可以使输出绿光激光脉冲的重复频率连续可调,最大重复频率可达2MHz.在重复频率为560kHz时,获得了输出绿光激光脉冲宽度为74ns、峰值功率为285mW、振幅噪声小于%.研究表明,利用增益开关技术可以获得重复频率和窄脉冲宽度的绿光激光脉冲.     

Nd:GYSGG/YVO4双波长人眼安全波段内腔拉曼激光器

以Nd:GYSGG晶体为激光增益介质,a切割YVO4晶体为拉曼增益介质,利用Nd:GYSGG晶体的双波长激光运转特性实现声光调Q 1.5 m人眼安全波段双波长内腔拉曼激光器。为克服Nd:GYSGG晶体严重的热透镜效应对激光器功率的限制,实验确定其同带泵浦吸收峰位置及吸收系数,采用同带泵浦方式减轻热效应。吸收882.9 nm泵浦光功率17.1 W时,在20 kHz的脉冲重复频率下获得1.44 W的1.5 m双波长输出,转换效率8.4%,光束质量因子M2=2.4;棱镜分光测得其中1 497 nm和1 516 nm功率分别为0.55 W和0.89 W,二者脉冲宽度相近,均为15.3 ns左右。与808 nm传统泵浦相比,同带泵浦方式下激光器的输出功率及光束质量均得到明显提升。     

高功率脉冲DPSSL电源的研究

为了研究应用于高功率脉冲DPSSL激光器半导体泵浦模块驱动的大电流脉冲驱动电源电路,采用了由基于零电流开关技术的功率变换模块来进行二次电压变换、MOSFET功率管闭环反馈控制以及储能电容放电的电路结构.得到了脉冲电压为70V、电流为200A、脉宽为200μs的大电流脉冲.结果表明,这样可以满足高功率脉冲DPSSL电源的稳定工作条件.     

LD脉冲泵浦的增益开关型Nd:YVO4微片激光器的研究

从速率方程出发,建立了激光二极管(LD)脉冲泵浦的增益开关型Nd:YVO4微片激光器的数学模型.通过数值求解,得到了输出脉冲宽度和脉冲建立时间随泵浦速率的增加而减小,输出脉冲个数随泵浦速率的增加呈非线性单调递增关系,理论计算与实验研究结果基本符合.在实验中,当泵浦脉宽为40μs,泵浦电流为22.4A时,获得了脉宽为22...     

高重复率灯泵调Q掺钛宝石激光器研究

报道了一台高重复率闪光灯泵浦的掺钛宝石激光器．采用自行研制的二步预燃短脉冲激光电源,泵浦φ８ ｍｍ×１６０ ｍｍ掺钛宝石棒,采用电光调Ｑ方法,获得动态激光输出能量 １９５ ｍＪ,动态调Ｑ激光脉冲宽度２０ｎｓ,重复率１０Ｈｚ的激光输出．     

LD端面泵浦微片固体激光器实验研究

使用2 0mm× 1mm的Nd3+∶YVO4 和6mm× 1mm双掺Cr4 +Nd3+∶YAG微片晶体并在晶体两端面直接镀膜可形成微型F -P谐振腔微片激光器。在 1.6 90W的连续泵浦下双掺的Cr4 +∶Nd3+∶YAG可以获得非常稳定的波长 1.0 6 4μm、脉宽 6ns、平均功率 13.5mW和重复频率10kHz的被动调Q激光脉冲输出。并且通过在直流基电流上加适当的预泵浦脉冲技术实现了可控的脉冲输出序列。Nd3+∶YVO4 晶体在 1WLD连续泵浦下获得了倾斜效率 2 3.3%的 1.0 6 4μm激光输出 ,并在实验中发现脉冲泵浦下的输出激光脉冲呈现出类似于调Q的特性 ,每个脉冲包含多个子脉冲 ,子脉冲宽度约为 180ns。     

混合抽运和增益开关铥/钬共掺脉冲光纤激光器对比研究

提出了利用1570nm的连续激光和1565nm的脉冲激光混合抽运铥/钬共掺光纤获得脉冲激光输出的方案,搭建相应的实验平台,得到了混合抽运方式下的2μm稳定脉冲激光输出。同时进行了直接增益开关方式获得脉冲输出的实验。对两种方式获得的脉冲进行了对比。实验结果表明,在相同输出功率水平下,混合抽运方式获得的脉冲激光更加稳定,能量浮动小于5%。相对于直接增益开关方式,混合抽运方式在获得更加稳定的脉冲激光输出上具有一定优势。但直接增益开关方式获得的激光输出的脉宽要小于混合抽运方式获得的激光脉宽。     

增益开关型固体可调谐激光器的时间特性──理论

本文从理论上分析研究了调Q激光器泵浦的固体可调谐激光器的时间特性,推导出了这种寿命为μS量级的固体可调谐激光器,当用10ns量级脉宽激光泵浦时的激光脉冲建立时间公式和输出脉宽公式。这种泵浦时间远小于激光脉冲建立时间的增益开关型激光器的理论分析表明,其输出激光的时间特性仅取决于泵浦能量(密度)的水平和腔长(以及腔损耗),而与泵浦脉冲宽度和波形无关。     

半导体激光泵浦固体激光器的增益开关效应

用功率大于100mW的二极管激光器列阵泵浦Nd:YAG固体激光器,实现了DPL的增益开关作用。研究了增益开关的动态特性,得到峰值功率大于80mW的1.06μm激光输出,与计算结果一致。提出了三阶梯泵浦的高增益开关新方法,得到峰值功率大于150mW、脉冲宽度小于0.2μs的固体激光输出。     

基于增益开关技术的全光纤结构纳秒脉冲掺铥光纤激光器

工作在2μm波段的脉冲掺铥光纤激光器,可望在遥感探测、相干雷达、空间光通信、激光医疗和特种材料加工等领域获得重要应用。目前,利用波长在1.55μm附近的脉冲掺铒光纤激光器作泵浦源的增益开关掺铥光纤激光器是实现全光纤结构纳秒脉冲掺铥光纤激光器的理想方式之一。采用实验研发的纳秒脉冲掺铒激光器作种子源,研制了全光纤MOPA(masteroscillator power amplifier)结构的纳秒脉冲掺铒光纤激光器,输出波长1 547 nm,脉冲频率100 kHz,脉冲宽度50 ns,平均功率1 W,单脉冲能量10μJ。使用该脉冲掺铒光纤激光器抽运掺铥光纤,实现了波长1 963 nm的增益开关脉冲激光输出。该掺铥光纤激光器为全光纤结构,重复频率100 kHz,最小脉宽47 ns,最大单脉冲能量100 nJ。激光输出稳定可靠,更高的单脉冲能量,平均功率和峰值功率可由进一步级联光纤放大器实现。     

高重频可调小型高功率半导体激光电源研究

为了获得高功率、高重频半导体激光脉冲,设计了一种体积小、重量轻、造价低的纳米级大功率半导体激光器驱动电源。采用改进的单稳态触发器产生窄脉冲,经放大后驱动快速开关MOSFET获得大电流窄脉冲;电源脉冲电流驱动能力0A～80A,脉冲上升时间2.8ns,下降时间3.8ns,脉冲宽度5ns～500ns范围内可调,最小5.2ns,重复频率可达200kHz。用该电源实验测试了激光波长为905nm的半导体激光器,在重复频率为10kHz时,激光脉冲峰值功率达到70W以上。结果表明,采用窄脉冲驱动MOSFET可以得到高重复频率10ns以内的大电流窄脉冲,可以驱动大功率半导体激光器,若驱动100A以上的激光器需进一步研究。     

高重复频率的增益开关Nd3+:YVO4+KTP绿光激光器

摘要：介绍了可连续和脉冲双模式输出的绿光激光器。用一只半导体激光器端面抽运Nd3+:YVO4+KTP胶合晶体,通过腔内倍频,获得光-光转换效率为19%的连续绿光激光输出。利用增益开关技术,改变注入激光器的电脉冲波形,可以得到方波、正弦波或三角波的绿光激光脉冲输出;调节激光器驱动电流的幅度和占空比可改变输出激光脉冲的强度和脉宽;改变驱动电源的重复频率可以使输出绿光激光脉冲的重复频率连续可调,最大重复频率可达2MHz。在重复频率为560kHz时,获得了输出绿光激光脉冲宽度为74ns、峰值功率为285mW、振幅噪声小于3%。     

1.57 μm内腔式KTP光学参量振荡器

为了获得1.57μm人眼安全激光输出,采用了一种声光调Q激光二极管（LD）端面抽运的Nd ∶GdVO4全固态激光器作为抽运源的人眼安全波长内腔式KTP光学参量振荡器,获得1.57μm人眼安全激光输出。在注入泵浦功率为6.33 W,重复频率为15 kHz时,1.57μm激光平均输出功率达到405 mW,此时由二极管注入泵浦光至OPO信号光输出功率的转换效率达6.4％;在重复频率为5 kHz时,其脉冲宽度约为2 ns,峰值功率达18.9 kW。在重复频率为15 kHz时,信号光脉冲宽度比消耗后的泵浦光脉冲宽度压缩了13.6倍,比泵浦光脉冲压缩了16倍。实验发现1.57μm的OPO信号光输出功率随脉冲重复频率的增加而有效地增加,此类光参量振荡器有效地压缩了激光脉冲。     

IGBT开关型脉冲激光电源

本文所述的ＩＧＢＴ开关型脉冲激光电源适用于泵浦高频脉冲ＹＡＧＩ激光器，由于采用新型ＩＧＢＴ逆变开关和先进的数字控制技术，并进行全面的电磁兼容设计，使该光电源的总体技术性能和可靠性大大提高，文中叙述了激光电源的主电路，控制电路以及调Ｑ电路的工作原理，并给出了主要参数的实测波形及简要分析。     

准连续LD侧面泵浦的Nd:YAG双制式脉冲激光器

报道了采用5个峰值功率为100 W的准连续激光器二极管侧面泵浦Nd:YAG棒,通过泵浦电流触发铌酸锂品体加压式Q开关,实现宽脉冲和窄脉冲交替输出的双制式脉冲激光.当泵浦能量为239 mJ、重复频率为40 Hz、泵浦脉宽500 μs时,获得长脉冲、窄脉冲交替输出的双制式脉冲激光,其中长脉冲、窄脉冲输出能量分别为33.5 mJ和18.3 mJ、脉冲宽度分别为480 μs和10 ns,光光转换效率分别为14%和7.7%.     

紧凑型高重频高功率2.06 μm激光器

报道了一种获得紧凑型高重频、高功率2.06 μm激光输出的实验方案并对泵浦过程中脉冲波形稳定性变化进行了简要理论分析。采用794 nm光纤耦合输出Tm∶YAP晶体得到68 W 1.94 μm激光器,其输出激光经光束整形后泵浦Ho∶YLF晶体,并采用声光调Q方式,最终实现平均功率35 W,重频10~15 kHz可调,脉冲波长2.06 μm的激光输出。1.94 μm、2.06 μm谐振腔长度分别为66 mm和90 mm,激光二极管、激光晶体及声光Q开关工作在30 ℃水冷的条件下。方案结构紧凑,热稳定性强,可作为中长波红外光参量激光器小型化有效的泵浦源。     

掺钛蓝宝石激光器的增益开关特性研究

实验研究了调QNd:YAG激光器泵浦的增益开关型掺钛蓝宝石激光器的时间特性,泵浦能量水平(泵浦能量/阈值能量)变化范围为2.1～3.8,腔长变化范围为20cm～60cm,并改变了腔的损耗。根据增益开关激光器时间特性的理论,激光脉冲的建立时间和其脉冲宽度取决于泵浦能量水平和腔长,并与腔损耗成反比,而与泵浦脉宽和波形无关,实验结果与理论分析相符。当用10ns脉宽的激光脉冲泵浦时,在20cm短腔长情况下获得了比泵浦光脉宽窄的仅4ns脉宽的激光脉冲。     

脉冲LD泵浦千赫兹1.57 μm全固态激光器

采用非稳腔光参量振荡（OPO）研制了千赫兹重复频率人眼安全波段全固态激光器。激光器采用电光调Q方式、脉冲激光二极管（LD）侧面泵浦Nd:YAG激光晶体实现了高光束质量的1.064m基频激光。光参量振荡部分采用Ⅱ类非临界相位匹配KTP晶体,为了获得较好的光束质量,OPO谐振腔采用平凸非稳定谐振腔结构,实现了千赫兹重频、窄脉冲1.57m波段激光输出。在脉冲激光二极管泵浦电流为125 A、电光调Q重复频率为1 kHz时,1.57m激光输出最大平均功率达到了4.67 W,激光脉冲宽度为4.3 ns,功率不稳定度为3%,激光泵浦阈值约为45 A。     

低时间抖动的增益开关型被动调Q激光器

被动调Q激光器的输出抖动一般较大,为了降低这一输出时间抖动,同时实现激光器的小型化,可以根据增益开关工作原理,利用电源控制抽运功率密度变化,实现被动调Q情况下的增益开关.根据这一原理研制了环形激光二极管(LD)抽运增益开关调Q激光器.这种新型被动调Q激光器的输出能量为30 mJ,输出脉冲宽度约16 ns.实验中将传统的两套抽运源减少为一套,通过控制电源波形直接形成抽运功率的增益台阶脉冲,减少了影响时间跳动的因素.多发次统计测量结果表明,激光脉冲与电源输出外触发信号的时间抖动小于1 μs.根据测量的抽运预脉冲功率稳定性和阶跃脉冲的瞬时抽运功率计算的输出抖动与实验结果基本相符.     

高重频LD泵浦Er∶YSGG固体激光器

2.7~3.0 μm 激光器在医疗、军事等方面具有重要的应用价值,本文简单分析了Er∶YSGG晶体的能级结构以及激光特性,重点描述了采用968 nm LD泵浦Er∶YSGG晶体产生2.79 μm激光,在500 Hz的泵浦频率下获得最高功率14.3 W的2.79 μm激光输出,光光转换效率达到7.1 %,斜效率达到11 %,同时采用二氧化碲(TeO2)作为Q开关,实现10 W的脉冲输出,动静比达到70 %,脉冲宽度63.18 ns,这对于2.79 μm激光在中长波激光器中的应用具有重要意义。