2.794μm高重复频率Fe2+:ZnSe被动调Q激光器脉冲特性理论分析与实验研究

3μm波段被动调Q激光可饱和吸收体的损伤阈值较低，在高峰值功率、高重复频率条件下非常容易出现损伤。理论分析了可饱和吸收体的初始透过率和输出镜的反射率对被动调Q激光输出脉冲宽度的影响。采用两种具有不同初始透过率的Fe²⁺∶ZnSe晶体进行了氙灯泵浦的Er,Cr∶YSGG激光器被动调Q实验研究。结果表明，具有低初始透过率的可饱和吸收体能够获得较低的脉冲宽度，且具有高初始透过率的可饱和吸收体能够通过提高输出镜的反射率来压缩脉冲宽度，脉冲宽度与晶体棒直径无关，实验结果与理论结果吻合。通过优化腔内布局实现了高重复频率、高峰值功率的2.794μm被动调Q激光输出，激光器在60 Hz重复频率下分别获得了单脉冲能量4.7 mJ和7.0 mJ的调Q激光输出，脉冲宽度分别为97.0 ns和72.6 ns。研究结果为被动调Q激光器的设计提供了理论指导。     

受激布里渊散射主被动混合调Q光纤激光器

基于瑞利散射和受激布里渊散射(RS-SBS)的被动调Q掺铒光纤(EDF)激光器的输出脉冲序列具有重复频率低、脉宽窄、功率高的特点,适合光时域反射(OTDR)系统对脉冲光源的基本要求,但是输出的脉冲序列不够稳定。提出在被动调Q激光腔中插入声光调制器(AOM)构成主被动混合调Q激光器。实验结果证明,这种混合调Q的方法既保持了声光调制器主动调Q激光器输出脉冲序列重复频率低而且稳定的特点,又发挥了瑞利散射和受激布里渊散射被动调Q机制动态速度快、输出脉冲宽度窄的优势。在120~200 mW的抽运功率条件下,得到的脉冲序列重复频率从30 Hz~90 kHz连续可调,脉冲宽度最小可达20 ns,峰值功率最高可达200 W,脉冲重复频率稳定度优于5%,脉冲幅度起伏不大于10%。脉冲峰值功率和脉冲宽度受抽运功率的影响不大,但随着调制频率增加,脉冲峰值功率降低而脉冲宽度加宽。     

正交增益型被动调Q激光器的设计与实现

为了改善被动调Q激光器输出不稳定的现象,利用Nd:YVO4具有增益方向性的特点,使用电光晶体将线偏振光光矢量方向旋转90,实现腔内增益突变,进而实现被动调Q稳定输出。利用该方法,在LD连续泵浦Nd:YVO4被动调Q实验中,当耦合输出镜反射率为80%,饱和吸收体初始透射率为83.06%,泵浦功率为22 W时,输出功率为4.68 W,调Q序列脉冲的重复频率为49.16 kHz,脉冲宽度为26.28 ns。并且在泵浦功率从10~22 W的情况下,获得了稳定的被动调Q激光输出。脉冲幅度波动性低于2.4%,脉冲时间波动性低于5%,重复频率的不稳定性低于1%,光光转换效率斜效率达到21.27%,斜效率为34%。     

全固态被动调Q单频绿光激光器的研究

报道了一种LD近贴泵浦、KTp晶体腔内倍频的NdYVO4/CrYAG/KTP结构高重复频率被动调Q绿光激光器.当腔内加入布氏片时,获得了单频运转.在注入泵浦功率为800mW时,得到平均功率43 mW、脉冲宽度26.4 ns、重复频率39.3 kHz、峰值功率41.4 W的被动调Q单频脉冲绿激光输出.     

LD抽运被动调Q Nd:YAG/LBO绿光激光器

报道了一种LD抽运Nd:YAG,LBO腔内倍频,Cr:YAG被动调Q结构的绿光激光器.在注入抽运功率为600 mW时,得到平均功率27 mW,脉冲宽度15.2 ns,重复频率16.4 kHz,峰值功率108.1 W的被动调Q脉冲绿光输出.     

基于石墨烯可饱和吸收体的被动锁模、被动调Q掺镱光纤激光器

报道了石墨烯材料作为可饱和吸收体的被动锁模、被动调Q掺镱全光纤激光器。采用环形腔结构,在抽运功率为1.2W时,有稳定的重复频率为1.04MHz的自锁模脉冲发生,平均输出功率为46mW;当抽运功率增加到2.3W时,平均输出功率为170mW,相应的单脉冲能量高达163nJ,脉冲宽度约为680ps。采用线形腔结构,实现了石墨烯被动调Q激光脉冲输出,其重复频率在140～257kHz可调,最窄激光脉冲宽度为70ns,最大平均功率为12mW,相应最大单脉冲能量为46nJ。     

Cr:YAG被动调Q全固态473 nm蓝光激光器

报道了LD抽运，Cr:YAG被动调Q，Nd:YAG/LBO结构的473 nm全固态蓝光激光器。在注入抽运功率为1600 mW时，得到平均功率9.1mW，脉冲宽度14.5 ns，重复频率4.19 kHz，峰值功率近150 W的被动调Q蓝光脉冲输出。     

被动调Q绿光激光器稳定输出方法的研究

对一台LD泵浦的Cr∶YAG被动调Q绿光激光器 ,采取Cr∶YAG晶片按布氏角放置的方法控制用以引发Q脉冲形成的“噪声” ,实现了绿激光脉冲的稳定输出。在泵浦功率 80 0mW时 ,获得平均功率 4 8mW、脉冲宽度 2 6 .7ns、重复频率 4 2 .1kHz、峰值功率 4 2 .7W的绿激光脉冲输出 ,4h工作脉冲能量、峰值和周期稳定性均优于± 0 .5 %。     

GaAs被动调Q固体激光特性研究

使用紧凑的直线平-凹腔结构,利用半导体饱和吸收片GaAs实现了二极管(LD)端面抽运Nd:GdVO4高重复频率的被动调Q 1.06μm激光运转,在8 W的泵浦功率下获得平均输出功率达0.98 W的稳定激光输出,最小脉冲宽度为60 ns.最高重复频率达240 kHz.     

准连续TEM00模被动调Q Nd:YAG激光器的研究

采用峰值功率为500 W准连续激光二极管(LD)阵列侧面泵浦Nd:YAG晶体,Cr4+:YAG可饱和吸收体作为被动调Q元件,在重复频率为40 Hz时实现了单脉冲能量为8.24 mJ、脉冲宽度约7 ns的1 064 nm TEM00模调Q激光脉冲输出,脉冲峰值功率达到1.2 MW,从而为主振荡功率放大(MOPA)系统提供高峰值功率、高光束质量的种子源。对泵浦功率和泵浦脉冲宽度对输出脉冲特性的影响进行了实验研究。     

重复频率连续可调谐的Cr4+:YAG被动调Q微片激光器

激光二极管泵浦的Cr4+:YAG被动调Q微片激光器因其高重复频率、短脉宽、高峰值功率等优点,在光通信、激光雷达、遥感监测、非线性频率变换、激光微加工等领域有着重要应用,然而目前Cr4+:YAG被动调Q激光器脉冲输出稳定性较差,而且重复频率调谐范围窄,限制了其在气溶胶的荧光分析、测距以及空间光通信等领域中的广泛应用。实验中采用预泵浦方式,在激光二极管泵浦的Cr4+:YAG被动调Q微片激光器中获得重复频率连续可调、稳定振荡的激光脉冲输出,重复频率连续可调谐范围为2 ~28 kHz,其单脉冲能量的不稳定性优于2.50%。其中,在重复频率为20 kHz时,获得脉冲宽度为2.431 ns,单脉冲能量17.6 J,消光比252:1的脉冲输出,其幅度不稳定度约为4.00%,重复频率不稳定度约为2.40%。此类宽频可调、稳定振荡的激光二极管泵浦的Cr4+:YAG被动调Q微片激光器有着广阔的应用前景。     

被动调Q激光器输出波动因素的实验研究

对Cr：YAG被动调QNd：YAG激光器进行了实验研究。着重研究了抽运功率、腔长、输出镜透过率以及晶体问距等因素对于激光输出脉冲序列的重复率、脉冲宽度以及峰值功率不稳定性的影响。实验结果表明,抽运功率是影响输出稳定性的最大因素,增大抽运功率加剧输出的波动,增加腔长减小输出的波动;同时存在一个最佳的输出镜透过率,可以使输出脉冲序列最稳定。在此基础上,依据被动调Q的原理,对实验现象产生的原因做了理论分析。分析结果对被动调Q激光器的设计有一定的指导意义。     

低温GaAs被动调Q锁模Nd:GdYVO4激光器的实验研究

采用低温生长的GaAs晶体作为被动饱和吸收体兼输出镜,实现了Nd:GdYVO4激光器调Q锁模运转.研究了Nd:GdYVO4激光器的基频运转特性及调Q锁模输出特性.实验结果表明,当用平面镜作为输出镜及泵浦功率为10W时,获得激光的输出功率是3.5W,光-光转换效率是35%;当用GaAs作为输出镜时,激光器调Q运转阈值是1.2W,而当泵浦功率是10W时,输出功率是1.88W,锁模脉冲的重复频率为114MHz.激光调Q锁模深度在7W时达到100%.泵浦功率为8W时,输出功率为1.58W,调Q包络脉冲的重复频率为91kHz,半峰全宽为43.2ns.     

Q-switched and Mode-locked Characteristics of Cr^4＋： YAG Crystal

The passively Q-switched and mode-locked （QML） characteristics in a diode-pumped Nd： GdVO4 laser with Cr^4＋： YAG saturable absorbers have been demonstrated. A maximum average output power of 710 mW has been obtained in the QML laser. The maximum energy of a single Q-switched pulse is 52.5μJ, with the corresponding pulse width of 30 ns and the peak power of 1.75 kW, at the incident pump power of 7. 75 W. The repetition rates of the Q-switched envelope and the mode-locked laser pulse are 16.7 kHz and 680 MHz, respectively.     

Q-switched and Mode-locked Characteristics of Cr4+:YAG Crystal

The passively Q-switched and mode-locked(QML) characteristics in a diode-pumped Nd:GdVO4 laser with Cr4 :YAG saturable absorbers have been demonstrated. A maximum average output power of 710 mW has been obtained in the QML laser. The maximum energy of a single Q-switched pulse is 52.5 μJ,with the corresponding pulse width of 30 ns and the peak power of 1.75 kW,at the incident pump power of 7.75 W. The repetition rates of the Q-switched envelope and the mode-locked laser pulse are 16.7 kHz and 680 MHz,respectively.     

LD单端泵浦Nd:GdVO4声光调Ｑ高重频窄脉宽激光器

激光二极管（LD）泵浦的Q调制高频率、窄脉宽、高峰值功率的固体激光器在激光雷达、激光加工等领域日益得到广泛的应用，而更高调制频率的固体激光器在将来会更受青睐。分析了泵浦功率和输出透过率两个因素在10~100 kHz调制频率下对脉宽的影响程度。研制了LD单端泵浦Nd:GdVO4声光调Q 激光器，实现了重频100 kHz下窄脉宽激光输出。在重频为80 kHz时，获得脉宽17.7 ns，平均输出功率3.49 W，峰值功率2.46 kW和在重复频率为100 kHz时，获得脉宽19.6 ns，平均输出功率3.52 W，峰值功率1.79 kW的效果。     

高重频高峰值功率窄线宽激光放大器

高重复频率、高峰值功率、窄线宽的激光在激光雷达领域具有重要的应用价值。在对高重频窄线宽激光进行放大时,为了同时实现高放大倍率与高光束质量激光输出,在高重频、窄线宽被动调Q激光器作为种子源的前提下,设计了利用888 nm半导体激光端面泵浦Nd:YVO4块状晶体实现高增益的一级放大,808 nm半导体激光侧面泵浦Nd:YVO4板条晶体实现低热透镜效应的二级放大的方案。在重复频率10 kHz时,获得了峰值功率5 MW,线宽154 pm,脉冲宽度0.6 ns,平均功率31.5 W,光束质量M2为1.98的激光输出。从而验证了将高放大倍率与高光束质量分别控制的放大器设计思路。