小型一体化1.57um人眼安全激光频率转换KTP OPO

Ⅱ类非临界相位匹配（NCPM）钛氧磷酸钾（KTP）光学参量振荡器（OPO）是获得人眼安全1.57um激光的重要手段。本文研制了小型一体化人眼安全1.57um KTP OPO，可方便地对原有激光测距机的1064nmNd:YAG激光源直接进行频率转换。泵浦能量约2倍阈值处，单谐振能量转换效率约为17.5%。     

非临界相位匹配的人眼安全KTP光参量振荡器

报道了一台电光调Q,Nd∶YAG激光器泵浦的KTP脉冲光参量振荡器(OPO),获得了高单脉冲能量的人眼安全激光输出。KTP晶体按非临界相位匹配θ=90°和φ=0°进行切割,在Ⅱ类相位匹配(o→o+e)下,1.064μm的泵浦激光转换为人眼安全的1.57μm激光。KTP晶体的尺寸为10 mm×10 mm×20 mm,OPO谐振腔采用信号光单谐振的外腔结构,当二极管泵浦的Nd∶YAG激光器输出的1.064μm激光单脉冲能量为350 mJ,重复频率为10 Hz时,获得了单脉冲能量117 mJ的1.57μm激光输出,转换效率约为33.4%。     

双波长输出KTP光学参量振荡器

随着人眼安全激光器在军事上的广泛应用,光电对抗需要一种能够同时输出一定能量1.5x μm激光和1.06 μm激光的OPO装置.对OPO装置的工作物质、系统结构和各项参数进行设计,并研制出1.57μm激光和1.06 μm双波长非临界相位匹配KTP光学参量振荡器(OPO).使用Nd:YAG激光器1.06 μm激光泵浦,获得12 mJ/Pulse的1.57μm激光和57 mJ/Pulse的1.06μm激光,重复频率为1 Hz,单谐振效率达到15%,光束发散角约为3 mrad.     

基于内腔的KTP光参量振荡器的腔型结构研究

实验通过设计合适的光参量振荡器(OPO)腔型结构,实现了内腔OPO的脉冲输出。采用电光调Q方式、闪光灯泵浦Nd∶YAG晶体实现高光束质量的1.064 μm基频光对Π类非临界相位匹配KTP晶体进行激发,产生1.57 μm人眼安全波段激光。对OPO 的输出波形、输出能量进行测量。在不同腔镜曲率半径下分别对OPO输出能量进行测量,绘制成泵浦电压与输出能量之间的关系,在反射镜曲率半径8 m时得到最大光-光转换效率为14.2%。这与软件模拟的实验结果一致。     

双波长钛氧磷酸钾内腔光学参量振荡激光器

为实现1.06 μm波长激光向人眼安全1.57 μm激光的能量转移,同时在输出光束中保留原1.06 μm波长的泵浦光,以得到双波长激光的混合输出。本文从光参量振荡器(OPO)的基本原理出发,对磷酸氧钛钾(KTP)晶体的光学参量振荡(OPO)获得重频双波长激光输出的过程进行了理论分析和实验研究。采用内腔OPO(IOPO),工作在重频20 Hz下,获得了1.57 μm和1.06 μm双波长激光混合输出能量大于38 mJ,其中1.57 μm波长信号光20 mJ,脉宽5 ns;1.06 μm泵浦光18 mJ,脉宽6 ns,并且波形未出现外腔OPO所观察到的中央凹陷,实验结果与理论分析相吻合。     

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。     

利用KTP光学参量振荡器获得可调谐人眼安全激光

报道了用 Nd:YAG激光器二次谐波 532 nm抽运 KTP光学参量振荡器 (OPO)的实验结果 ,获得了对人眼安全的 1.53～ 1.84 μm和近红外 0 .74～ 0 .82 μm调谐激光输出 ,重复频率 10Hz。 OPO谐振腔采用π抽运结构 ,获得的最高总输出能量为 93m J,最高能量转换效率为 16 .5% ,并测量了光束质量和线宽。     

2．6～2．8μm KTP OPO实验研究

为了得到2.7 μm波段可调谐激光辐射,设计了信号光单谐振荡KTP光参量振荡器(OPO),给出了KTP OPO II(B)类相位匹配方式下的角度调谐曲线、有效非线性系数.KTP晶体切割角为θ=62°,ψ=0°,有效非线性系数为-2.97 pm/V.利用该KTP OPO实现了2.6～2.8 μm波段范围可调谐激光输出,用脉宽为16 ns的基模高斯光束1.064 μm激光泵浦得到了最大能量578 μJ,能量转换效率达1.7%.     

206～2．8μm KTP OPO实验研究

为了得到2.7 μm波段可调谐激光辐射,设计了信号光单谐振荡KTP光参量振荡器(OPO),给出了KTP OPO II(B)类相位匹配方式下的角度调谐曲线、有效非线性系数.KTP晶体切割角为θ=62°,ψ=0°,有效非线性系数为-2.97 pm/V.利用该KTP OPO实现了2.6～2.8 μm波段范围可调谐激光输出,用脉宽为16 ns的基模高斯光束1.064 μm激光泵浦得到了最大能量578 μJ,能量转换效率达1.7%.     

高效率环行腔1.57μm OPO激光器

采用工作物质为非临界相位匹配的KTP晶体的环行腔OPO,获得了输出能量20mJ,转换效率为58%的1.57 μm人跟安全激光输出.该激光器具有紧凑、简单、易于工程化等特点,有利于在激光测距、激光雷达等领域的推广应用.     

种籽光注入非谐振KTP光参量振荡器

采用Nd:YAG激光倍频后剩余的1.064μm基频光抽运非临界相位匹配KTP光参量振荡器(OPO),产生的1.57μm激光作为种籽光注入到Nd:YAG 532 nm倍频激光抽运的非谐振汉晶体走离补偿的KTP OPO谐振腔中,使得OPO阈值降低30％,能量转换效率提高5％。     

加固型人眼安全OPO激光器的设计

考虑到军用激光器对可靠性的特殊要求,设计了一种加固型的内腔式人眼安全OPO激光器。采用双定向棱镜折叠谐振腔、Cr4+:YAG被动调Q晶体、Ce-Nd:YAG激光棒、非临界相位匹配KTP光参量振荡晶体,获得5.3mJ/pulse1.57μmOPO激光输出,脉冲宽度约为6ns,发散角约为5mrad,重复频率为3Hz,连续工作时间为1min,且输出能量和光轴指向稳定的结果。该激光器具有结构紧凑、可靠性高的特点。     

46 W腔内光参量振荡高重复频率2 μm激光器

报道了采用1064 nm激光抽运KTP晶体内腔光参量振荡(OPO)技术实现高重复频率、高效率2 μm激光输出的实验结果.理论计算了KTP OPO双谐振抽运阈值,提出了内腔KTP OPO设计思路.激光器采用两块相同的KTP晶体光轴相向放置以补偿走离效应,KTP晶体按φ=0°,θ=53°切割以获得近简并波长2.128 μm激光输出.在808 nm激光二极管抽运功率为470 W,声光Q开关工作频率为7.5 kHz的条件下,获得平均功率46.5 W,波长2.128 μm激光输出,光-光转换效率为9.89%,斜率效率为14.5%,光束质量M2<2.8.     

1.57 μm内腔式OPO激光输出特性的研究

利用Cr^4＋：YAG调Q的1．06μm Nd：YAG激光腔抽运内腔式KTP晶体-光学参量振荡器（KTP-OPO）系统,实现了人眼安全1．57μm信号光振荡输出。通过分析Cr^4＋：YAG被动调Q特性,在保证单脉冲输出的情况下,讨论了OPO腔长变化对系统输出激光脉冲能量、发散角和脉宽的影响。结果表明,随着OPO腔长的增加,单脉冲输出能量、光束发散角减少,而脉冲宽度增加。     

人眼安全1.57μm OPO激光测距机

研制成功人眼安全1.57μmOPO激光测距机,并进行了室外测距实验,在能见度V约10km时测到7050m远处的烟囱,测距精度±5m,重复频率达20pps.该测距机采用紧凑小型的水冷灯泵电光调Q(Ce,Nd):YAG激光器泵浦磷酸钛氧钾(KTP)1.57μm单谐振OPO器件,输出12mJ,脉宽～6ns.接收元件选用铟镓砷(InGaAs)PIN探测器.     

激光二极管抽运正交波罗棱镜腔光学参量振荡激光器

将正交波罗棱镜谐振腔应用于激光二极管(LD)抽运的光学参量振荡(OPO)激光器,实现了Ⅱ类非临界相位匹配KTP晶体的内腔式光参量振荡,获得了高机械稳定性、高热稳定性和较高光束质量的1.57μm人眼安全激光输出.正交波罗棱镜腔存在腔内振荡光束线偏振运行条件,匀化了内腔OPO的抽运光光场.正交波罗棱镜腔OPO激光器解决了内腔式光参量振荡信号光输出不稳定,以及腔内光功率密度较高容易引起光学损伤等工程应用难题.器件采用热传导冷却半圆柱面LD阵列侧向抽运Nd:YAG抽运几何,在20 Hz运行条件下获得平均脉冲能量86 mJ,脉冲宽度5.4 ns,光束发散角5 mrad.能量稳定性优于±2.5%,光-光转换效率(808 nm→1570 nm)9%的优异性能.     

人眼安全1.57μm OPO激光测距取得重大进展

西南技术物理研究所新激光技术实验室研制的人眼安全1.57μm OPO激光测距机最近取得重大进展,于1999年1月国内首次成功实现高重频1.57μm OPO激光测距,在能见度为5km情况下,测程达5.650km,能见度为10km时,测程达7.050km,重复频率20Hz.1.57μm OPO激光测距机的研制成功将促进我国高重频人眼安全激光测距技术的开发和应用.     

1.57μ非临界相位匹配KTP参量振荡器

利用1.064μm激光泵浦非临界相位匹配（NCPM）KTP－OPO,获得了重复频率20Hz、输出能量115mJ的1.57μm激光输出。     

内腔式KTP OPO输出2.7μm激光实验研究

提出了一种用2.7 μm激光Ⅱ类匹配方式泵浦ZnGeP2(ZGP)OPO输出红外激光的新方案,该方案与传统方法相比具有更多优点.实验研究了内腔式KTP OPO输入2.7μm激光,最大输出能量约为2mJ,总的电光效率为0.01%,斜效率为0.03%,能量稳定度为±7%.测量了泵浦光与信号光的和频光的波长及时间波形,由此也...     

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。