Nd3+掺杂浓度对无水冷Nd:YAG激光器输出特性的影响

无水冷Nd:YAG激光器采用一种双拱形激光二极管阵列对双棒串接的Nd:YAG进行同心泵浦,将双拱形激光二极管面阵发出的光作高斯光束处理,利用高斯光束通过光学系统的变换规律,借助计算机模拟,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、输出能量及脉宽等输出特性的影响.搭建双半环形LDA侧面泵浦的低频无水冷电光调O Nd:YAG激光器的实验平台,对Nd3+掺杂浓度分别为1%、0.8%、0.6%的激光晶体进行实验测试,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、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.     

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、Cr4+:YAG 被动调Q 1.06 μm 激光运转。通过改变泵浦光束在激光晶体内的分布以及Cr4+:YAG 晶体在腔内的位置, 实现了LD 泵浦Nd:GdVO4 晶体Cr4+: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Cr4+: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。     

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.     

10 kHz窄脉宽固体激光器

报道了一种采用被动调Q 的高重频窄脉宽固体激光器。激光器通过LD端面泵浦,利用自聚焦透镜对泵浦光进行整形耦合,采用Nd∶Cr4+∶YAG晶体,把激光工作物质与Q开关晶体键合在一起,得到一种小体积,宽温范,抗冲击震动效果强的高重频半导体固体激光器。该激光器的工作重复频率在10 kHz,脉宽3 ns左右,中心波长1064 nm,输出脉冲能量常温状态可达14.2 μJ以上,高温65 ℃状态下可达15.2 μJ以上,出光延时抖动在5 μs以内的激光输出。     

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。     

LD 泵浦的Cr4 + ∶YAGPNd∶YLF 激光器

文中介绍的小型LD 端面泵浦的Nd∶YLF 激光器,采用Cr4 + ∶YAG作为被动Q 开关,在1 -100Hz 的重复频率下可以实现脉冲能量30～40μJ ,脉宽4～5ns 的1053nm 的单纵模激光脉冲输出。     

激光器免温控泵浦源的多波长选择理论

为了实现激光器在一定温度范围内LD泵浦源免温控稳定工作,具有较高并且稳定的泵浦光吸收效率,分析了DPL激光器中LD发射谱和Nd:YAG增益介质吸收谱的特点及匹配问题,据此提出了一种激光器免温控泵浦源的多波长选择理论和方法,同时增加泵浦光吸收长度克服Nd:YAG吸收谱和LD波长失配的不利影响。优化设计了一个波长为802.35 nm@25℃、813.15 nm@25℃和810.95 nm@25℃的三波长LD泵浦方案,计算结果表明:在一定吸收长度下,多波长泵浦光吸收效率可达73.96%,并且在-15.7~65.7℃宽温度波动范围内,激光器输出能量不稳定度优于5%。同时还模拟分析了增益介质吸收长度和掺杂浓度对泵浦光吸收效率的影响。     

700 mJ紧凑型激光二极管抽运Nd:YAG主振荡功率放大系统

报道了一种紧凑型激光二极管(LD)侧面抽运的高能量全固态Nd:YAG主振荡功率放大系统。放大系统整体采用半导体制冷器进行冷却,实现了激光系统的紧凑化和小型化。主振荡器使用了直径为7 mm、长度为100mm、掺杂浓度(原子数分数)为1.1%的Nd:YAG晶体棒,在10 Hz重复频率下获得最大脉冲能量为350mJ、脉宽为9.7ns的激光输出。功率放大级使用直径为7.5mm、长度为134mm、掺杂浓度为1.1%的Nd:YAG晶体棒作为增益介质,放大后得到了能量为700mJ、脉宽为10ns的激光输出。     

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...     

基于内循环水冷系统的小型化电光调Q激光器

报道了一种基于内循环水冷系统的10 MW级高峰值功率窄脉宽小型化电光调Q Nd∶YAG 激光器。采用机电一体内循环水冷结构,有效地减小了激光器体积,整机尺寸为320 mm×150 mm×150 mm。当LD泵浦源能量为800 mJ时(注入电流为100 A),获得了137 mJ 的静态激光输出,光-光转换效率为17.1%;电光调Q后在驱动频率为30 Hz的条件下,获得了100 mJ,脉宽9.9 ns的激光输出,光-光转换效率为12.5%,动静比为73%。激光器连续工作1.5 h不稳定度小于3%。     

LD泵浦的Cr4+:YAG/Nd:YLF激光器

文中介绍的小型LD端面泵浦的Nd：YLF激光器,采用Cr^4 ：YAG作为被动Q开关,在1—100Hz的重复频率下可以实现脉)中能量30—40μJ,脉宽4—5ns的1053nm的单纵模激光脉冲输出。     

LD泵浦的YAG热键合调Q激光器

对LD端面泵浦Nd:YAG/Gr4 :YAG热键合调Q激光器进行了实验研究.采用φ3×12mm晶体,端面镀膜方式在晶体两端直接构成平-平谐振腔.采用LD端面泵浦方式,分别研究了该激光器的脉冲重复频率、平均输出功率和脉冲宽度等参数随泵浦功率变化的输出特性,随着泵浦功率的增加,脉冲重复率和输出功率与泵浦功率呈线性增加,而脉冲宽度则有被压缩的趋势.当LD泵浦功率为6W时,热键合调Q激光器获得波长为1064nm、脉宽为5.3ns、平均功率为690mW的被动调Q激光脉冲输出.其光-光转换效率为11.5%,光束发散角为3.1mrad.实验结果表明,热键合激光器热效应好、可靠性高、输出光束质量高,是一种性能良好的新型一体化调Q固体激光器.     

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。     

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。     

LD纵向泵浦腔内倍频低噪声蓝光激光器的研究

在LD泵浦Nd:YAG腔内倍频全固体蓝光激光器中采用两个倍频晶体和偏振片技术，通过谐振腔的模式竞争和偏振片的选择性损耗成功地抑制激光器中模式之间的耦合和同一频率中s、p偏振分量之间的耦合，使激光器实现稳定的低噪声功率输出。LD纵向泵浦Nd:YAG/LBO/BP腔内倍频激光器产生波长为473nm稳定的低噪声蓝光激光输出，最大输出功率达到为2.14mW。信噪比为18.79dB。实验结果与理论相符合。     

LD侧面泵浦Nd:YAG无水冷调Q脉冲激光器

研制了一种新型泵浦结构的LD侧面泵浦Nd:YAG无水冷调Q全固态脉冲激光器.通过选取合适激光晶体,用每组12个LD厘米条构成的三列阵列管,按120°均匀分布,进行侧面泵浦.在泵浦光反向冷却套侧壁镀高反射金膜,使激光棒侧向均匀泵浦,实现低阶膜输出.用柱透镜聚焦,利用光线追踪法,通过计算机数值计算,获得合理参数,达到高效耦合.用半导体制冷器冷却,使内部热量及时散出,通过外部大热沉向空间散热,实现无水冷,保证激光器恒温工作.减小了激光器体积,提高了系统效率,获得波长1.06nm、脉冲宽度10～12 ns、最大能量98 mJ的低阶膜激光输出.     

Nd3+:YAG固体激光器电光调Q激光脉冲的时域分析

Nd3+:YAG固体激光器多元激光精密同步合成技术是实现大能量、高峰值功率脉冲激光输出的重要途径.由于单元激光器为电光调Q体制固体激光器,脉宽10 ns量级,要实现时域上精密合成,其关键技术是在激光脉冲精密测时的前提下对Nd3+:YAG固体激光器电光调Q进行精密光电控制.通过对Nd3+:YAG固体激光器电光调Q激光脉冲建立机制的理论分析和仿真,得到单元激光器在不同控制参数下的输出特性.试验结果表明:脉冲激光输出波形与仿真结果相吻合,达到预期效果.在此基础上提出了激光精密同步合成的技术条件和可行性,开展了三单元的激光精密同步合成试验验证,经测试合成同步精度达到±1 ns,合成效率90%以上.     

LD泵浦的Cr~(4+)∶YAG/Nd∶YLF激光器

文中介绍的小型LD端面泵浦的Nd∶YLF激光器,采用Cr4 ∶YAG作为被动Q开关,在1-100Hz的重复频率下可以实现脉冲能量30～40μJ,脉宽4～5ns的1053nm的单纵模激光脉冲输出。     

350 mJ LD侧面抽运Nd:YAG无水冷调Q激光器

研制了一台无水冷激光二极管(LD)侧面抽运高能量、高光束质量全固态Nd:YAG调Q激光器。激光器采用半导体制冷器(TEC)进行整体冷却,有利于激光器的小型化、便携化。实验使用的Nd:YAG晶体棒尺寸为φ7mm×100mm,掺Nd的原子数分数为1.1%,LD抽运的最大峰值功率为15kW。在10 Hz重复频率下获得最大脉冲能量为350mJ、脉冲宽度为9.7ns、光-电转换效率为6.7%、能量稳定度小于5%的1064nm激光输出,水平和垂直方向的光束质量M2分别为7.7和12.3。     

被动Q开关的微型DPL技术研究

被动Q开关是实现脉冲工作DPL微型化最有效的手段之一.文中介绍了Cr4+:YAG晶体被动Q开关激光器的基本原理,在实验中采用CW5W的LD端面泵浦的Nd:YAG/Cr4+:YAG激光器实现了重频高达5kHz、单脉冲能量40 μJ、脉冲宽度5.9 ns的稳定单纵模激光输出,并研制成微型化样机.