Nd∶GdVO4晶体生长及其LD端面泵浦调Q激光性能

通过液相合成方法提纯Nd∶GdVO4多晶料,降低生长过程中存在的原料非一致性挥发,以及使用特殊晶体生长温控技术和消除晶体"后天性光散射",Czochralski方法成功生长系列不同钕掺杂浓度的Nd∶GdVO4单晶.采用不同透过率的Cr4+∶YAG晶体对Nd∶CdVO4晶体进行激光调Q实验.实验结果显示,Cr4+∶YAG Nd∶GdVO4激光器可以得到稳定高平均功率调制激光输出.实验得到的最小脉冲宽度只有6 ns,对应峰值能量为26.4 kW.对不同浓度掺杂对晶体调制激光性能也进行了比较,发现掺钕浓度越高,激光脉冲能量和峰值功率越大.对该晶体的GaAs调Q激光输出性能也进行了介绍,4.8 W泵浦光下,最大GaAs调制激光输出为0.63 W.     

LD抽运Nd:YVO4、Nd:GdVO4和Nd:YAG激光特性比较

报道了在相同实验条件下，分别用Nd：YVO4、Nd：GdVO4和Nd：YAG三种晶体作激光介质，实现了连续波和Cr^4 ：YAG被动调Q1．06μm激光输出，分析对比了三种增益介质的泵浦阈值、转换效率及脉冲宽度、重复频率和峰值功率等一系列激光特性，为在不同运转方式下选取合适的增益介质，提供了一定的实验依据。     

主动调Q内腔式Nd:YAG/GdVO4拉曼激光器

研究了激光二极管(LD)端面抽运的主动调Q内腔式Nd∶YAG/GdVO4拉曼激光器的激光特性,测量了不同抽运功率和脉冲重复频率条件下的平均输出功率和脉冲宽度.当注入的抽运功率为[7.44 W,脉冲重复频率为20 kHz时获得的1174.5 nm拉曼光的最大平均输出功率为1.3 W,对应的光-光转换效率为17.4%;当注入抽运功率为6.8 W,脉冲重复频率为[15 kHz时获得的1174.5 nm拉曼光的最大单脉冲能量为74.4 μJ.与Nd∶GdVO4自拉曼激光器进行实验比较和分析,实验结果表明主动调Q内腔式Nd∶YAG/GdVO4拉曼激光器可以获得比Nd∶GdVO4自拉曼激光器更高的平均输出功率和转换效率.     

激光二极管抽运的被动调Q Nd:GdVO4激光器

利用激光二极管作为抽运源,分别用Cr4+:YAG,GaAs和染料片作为饱和吸收体,研究了Nd:GdVO4激光器的被动调Q特性.Nd:GdVO4晶体尺寸为4 mm× 4 mm× 6 mm,掺Nd浓度为1%.利用小信号透过率分别为91%和95%的Cr4+:YAG,调Q的阈值分别为0.63 W和0.57 W;在抽运功率为3.69 W时,分别得到了脉宽为64 ns,80ns,脉冲能量为3.66μJ,3.41μJ,重复率为325 kHz,378 kHz的稳定调Q脉冲.利用580 μm厚的GaAs调Q的阈值为0.39 W,在抽运功率为3.69 W时,得到了脉宽为7.8 ns,脉冲能量为2.15μJ,重复率为366 kHz的稳定调Q脉冲.利用初始透过率为70%的染料片调Q获得的脉冲最窄,但是其插入损耗大,抽运阈值高,输出也不稳定.     

激光二极管抽运的被动调Q Nd∶GdVO_4激光器

利用激光二极管作为抽运源,分别用Cr4+∶YAG,GaAs和染料片作为饱和吸收体,研究了Nd∶GdVO4激光器的被动调Q特性。Nd∶GdVO4晶体尺寸为4mm×4mm×6mm,掺Nd浓度为1%。利用小信号透过率分别为91%和95%的Cr4+∶YAG,调Q的阈值分别为063W和057W;在抽运功率为369W时,分别得到了脉宽为64ns,80ns,脉冲能量为366μJ,341μJ,重复率为325kHz,378kHz的稳定调Q脉冲。利用580μm厚的GaAs调Q的阈值为039W,在抽运功率为369W时,得到了脉宽为78ns,脉冲能量为215μJ,重复率为366kHz的稳定调Q脉冲。利用初始透过率为70%的染料片调Q获得的脉冲最窄,但是其插入损耗大,抽运阈值高,输出也不稳定。     

高平均功率高重复率固态双Nd:YVO4基模激光器

报道了采用国产大功率光纤束模块双端泵浦双Nd：YVO4激光晶体和声光调Q技术,实现了高平均功率、高重复频率的1064nm激光输出。通过降低Nd：YVO4激光晶体的掺杂浓度,采用双端泵浦双晶体,在晶体热效应允许的范围内最大限度地利用了泵浦光的能量,通过腔内插入声光调Q器件,在晶体注入总功率为50W的情况下,得到了24W的TEM00模连续波1064nm激光输出。最高重复频率为50kHz时,平均输出功率为22．9W,脉冲宽度为38ns,相应的光-光转换效率为45．8％;在重复频率为10kHz时,具有最大单脉冲能量1．55mJ,相应的脉冲宽度为15ns,峰值功率达到了103kW。     

双钨酸钇钠晶体Cr^4＋：YAG被动调Q激光特性

采用氙灯泵浦，首次实现了掺钕双钨酸钇钠（Nd:NYW）晶体以Cr^4 ：YAG作为被动调Q元件的1.064um激光运转，测量了不同小信号透过率及不同泵浦能量下激光单脉冲的输出能量、脉冲宽度和重复率，以GdCOB为倍频晶体，首次实现了Nd:NYW晶体的倍频调Q运转，测量了0.53um调Q脉冲绿光的输出能量和脉冲宽度。     

高重频1.57 μm内腔光学参量振荡器

理论分析了被动调Q固体激光泵浦的光参量振荡器。利用激光二极管泵浦，Cr4+:YAG被动调Q Nd:YAG激光泵浦的内腔光学参量振荡器，磷酸氧钛钾(KTP)晶体作为非线性晶体，获得了高重复频率，高峰值功率的人眼安全激光输出，改变Cr4+:YAG被动调Q晶体的参数，可获得不同重频不同脉宽的调Q激光脉冲；当Cr4+:YAG晶体初始透过率为 T0=80%时，获得了平均功率大于3.8 W，重频约80 kHz的1.572 μm波长信号光输出，脉宽30 ns，脉冲峰值功率达到1.58 kW。     

激光二极管双端抽运声光调Q高重复频率Nd:GdVO4激光器

激光二极管(LD)抽运的固体激光器(DPSSL)的调Q器件是获得高重复频率、高峰值功率的有效手段之一,随着激光雷达、激光加工业的发展,要求调Q器件向着更高重复频率的方向发展。Nd∶GdVO4以其优异的物理和激光特性,使得它在激光二极管端面抽运固体激光器的声-光(A-O)调Q器件中,即使在很高的调制重复频率下,仍可获得窄脉宽、高峰值功率的脉冲激光输出。理论分析了影响脉冲激光的输出能量和脉宽大小的决定因素,研究了脉宽、平均输出功率及峰值功率随调Q重复频率的变化关系。利用双激光二极管双端抽运Nd∶GdVO4晶体棒,实现了声-光调Q高重复频率窄脉宽1063 nm激光输出。在晶体入射端面总抽运功率约43 W条件下,当重复频率f=10 kHz时,获得脉宽Δt=10.2 ns,单脉冲能量E=0.95 mJ,峰值功率PM=93.1 kW的输出;在重复频率f=100 kHz时,获得Δt=28.1 ns,E=0.10 mJ,PM=3.6 kW的结果。     

内腔倍频被动调Q Nd:YVO4/KTP激光特性的研究

实现了激光二极管(LD)抽运Nd：YVO4／KTP，GaAs饱和吸收体被动调Q绿激光运转。测量了GaAs不同厚度情况下的脉冲重复率、脉冲宽度、单脉冲能量及峰值功率随抽运功率的变化关系。在抽运功率3．22W下，300μm厚的GaAs获得了381kHz的高重复率，53．2ns的脉冲宽度，0．18μJ的单脉冲能量。通过求解内腔倍频GaAs调Q工作原理的耦合波方程组，所得的理论值与实验结果相符。     

LDA泵浦Cr4+:YAG被动调QNd:YAG激光器实验研究

采用300W准连续激光二极管阵列LDA端面泵浦Nd:YAG晶体,微柱透镜和透镜导管耦合,Cr4 :YAG可饱和吸收体被动调Q,实现调Q脉冲输出,激光腔长4.5cm,Cr4 :YAG晶体初始透过率Tcr=73.2%,泵浦能量63.48mJ,输出单脉冲激光,脉冲宽度10ns,单脉冲能量3.42mJ,输出脉冲被调制并产生明显尾脉冲现象,分析了原因,说明调制脉冲是由于空间电磁辐射干扰,Cr4 :YAG晶体的慢恢复可饱和吸收特性导致尾脉冲产生。     

LD抽运1kHz电光调Q 946nm Nd:YAG激光器

对激光二极管(LD)端面抽运的Nd∶YAG晶体产生946 nm激光输出的热效应及输出特性进行了实验对比。实验测量了晶体的端面温度以及热焦距,当吸收抽运光功率达到10 W时,掺杂原子数分数1.0%的端帽键合Nd∶YAG晶体端面温度为25.9℃,约为相同掺杂浓度下普通晶体的1/3。且相同条件下,端帽键合Nd∶YAG晶体能有效缓解热透镜效应。利用波片补偿电光晶体热退偏的方法,实现了频率为1 k Hz电光调Q 946 nm激光输出。在抽运功率为10.4 W时,使用掺杂原子数分数为0.5%的端帽键合Nd∶YAG晶体作为增益介质,获得最大输出功率为311 m W,脉冲宽度为17 ns的电光调Q 946 nm激光输出,功率不稳定性为2.7%。最大输出功率分别是同等条件下使用掺杂原子数分数1.0%的端帽键合Nd∶YAG晶体的2倍以及普通Nd∶YAG晶体的3倍。     

半导体泵浦被动调Q高重频Nd:YAG激光器

从被动调Q固体激光器的速率方程出发,分析给出了Cr4+:YAG被动Q开关Nd:YAG激光脉冲的峰值功率、脉冲能量、脉宽及重频等相关参量表达式.以此为基础,进行了光纤耦合输出的连续半导体激光纵向泵浦被动Q开关Nd:YAG激光器实验研究,采用不同参数Cr4+:YAG晶体作为被动Q开关,获得了不同参数的高重频脉冲激光输出.     

3.2ns高峰值功率YAG/Nd∶YAG/Cr~(4+)∶YAG键合晶体被动调Q径向偏振微片激光器

实验利用YAG/Nd∶YAG/Cr4+∶YAG键合晶体和光子晶体光栅镜获得高峰值功率和高光束质量的被动调Q径向脉冲激光输出,激光器的输出功率达到435 m W,斜率效率为14.7%。在吸收抽运功率为6.8 W时,输出激光脉冲的峰值功率达到15.7 k W,脉冲能量达到50.1 m J,脉冲宽度为3.2 ns,重复频率为8.1 k Hz,径向偏振纯度为95.8%。实验中的晶体均采用111的切割方向,输出径向偏振光束的均匀性得到提高。     

二极管泵浦Nd:GdVO4晶体紫外激光器的研究

报道了用BBO晶体对激光二极管泵浦Nd：GdVO4晶体声光调Q1064nm激光进行四倍频，在泵浦功率为12．5W时，获得平均功率196mW准连续波266nm紫外激光输出，1064nm～266nm光一光转换效率为10．1％，532nm～266nm转换效率为30．1％。     

用于空间探测的结构紧凑高功率纳秒激光脉冲光源

报道了基于Nd∶YAG晶体的传导冷却端面泵浦板条放大器结构实现高重复频率、高功率纳秒激光放大输出,系统采用主振荡功率放大结构,整个系统主要包括调Q纳秒激光种子源,小尺寸板条预放大器以及主放大模块。纳秒激光种子源在重复频率为400 Hz的工作条件下,输出激光功率为1.6 W,单脉冲能量为4 mJ,最终获得207 W功率放大激光输出,单脉冲能量超过0.5 J,输出激光脉冲宽度为6.55 ns,激光脉冲峰值功率超过75 MW。     

LD泵浦Nd:GdVO4晶体Cr4+:YAG被动调Q激光脉宽控制

采用LD泵浦技术，实现了Nd：GdVO4、Cr^4＋：YAG被动调Q1．06μm激光运转。通过改变泵浦光束在激光晶体内的分布以及Cr^4＋：YAG晶体在腔内的位置，实现了LD泵浦Nd：GdVO4晶体Cr^4＋：YAG被动调Q激光器的脉宽控制。根据由ABCD矩阵传输理论计算得出的腔内模式半径沿腔轴的变化关系，考虑激活介质热效应以及泵浦光强和腔内振荡光强的空间高斯分布，给出了LD泵浦Nd：GdVO4晶体Cr^4＋：YAG被动调Q激光的耦合速率方程组，数值求解该方程组，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。     

基于YAG/Nd:YAG/Cr4+:YAG键合晶体的被动调Q亚纳秒激光器

全固态被动调Q激光器有光束质量好、脉冲宽度窄、结构紧凑等特点，在雷达探测、工业制造等领域具有广泛应用前景。对YAG/Nd:YAG/Cr⁴⁺:YAG键合晶体被动调Q激光器的输出特性进行了理论和实验研究，在泵浦光中心波长为808 nm、光斑直径为230μm、泵浦功率为6.72 W的泵浦条件下，获得了平均功率1.41 W、脉宽736 ps，重复频率8.46 kHz的调Q激光输出。进一步研究表明，随着泵浦光焦点远离Nd:YAG端面，激光光斑的对称性下降；且泵浦光焦点离Nd:YAG端面的距离沿晶体轴向增大时，激光阈值呈上升趋势。     

LD泵浦Nd:GdVO_4/KTP双调Q绿光激光器实验研究

采用半导体激光器(LD)单端泵浦Nd:GdVO4晶体,在谐振腔内同时利用声光器件、Cr4+:YAG晶体和KTP晶体,实现532nm内腔倍频双调Q绿光运转。当泵浦功率为7.7W,重复频率为10kHz时,获得最短脉冲宽度为24ns,单脉冲能量为32.4μJ及相应峰值功率为1.35kW的激光脉冲。     

Nd~(3+)掺杂浓度对无水冷Nd:YAG激光器输出特性的影响

采用理论分析与计算机模拟相结合的方法,研究了钕离子掺杂浓度对LD泵浦的无水冷Nd:YAG激光器的荧光分布、激光建立时间、输出激光的能量及脉宽等激光输出特性的影响。搭建了双半环形LDA侧面泵浦的低频无水冷电光调Q Nd:YAG激光器实验平台,对Nd3+掺杂浓度为1%、0.8%、0.6%的激光晶体分别进行实验测试,给出了LD泵浦的无水冷Nd:YAG激光器的Nd3+掺杂浓度与激光建立时间、激光输出能量、脉宽等参量的定量关系曲线,实验结果与理论分析结果基本相符。