LD泵浦微片Yb:YAG晶体产生300mW1.03μm的脉冲激光

我们用提拉法(CZ)沿(lll)方向生长了掺杂浓度高达20at.-%的Yb:YAG 晶体,获得了无色心、低位错密度、高度完整性的高质量单晶.在激光实验中采用波长为940nm左右的InGaAs半导体激光泵浦.激光腔为平-平折迭腔,腔长为73cm,折迭镜为凹面镜.泵浦光经过一个焦距为3cm的透镜和一个平面反射镜,聚焦在尺寸为8×8×1(mm)的Yb:YAG晶体微     

激光二极管端泵Yb:YAG晶体的温度场及应力场

为了解决激光二极管端面泵浦Yb:YAG晶体引起的热效应问题,通过对晶体工作特点的分析,建立了周边冷却恒温、端面与空气存在热交换的有限元热模型。利用泊松方程,对Yb:YAG晶体的温度场、热应力场、热形变场和热透镜焦距进行了数值计算,并定量分析了激光二极管泵浦光的高斯阶次、光斑半径和泵浦功率对激光晶体温度场的影响。研究结果表明：若激光二极管泵浦功率为50 W,耦合到泵浦面的光斑半径为400μm时,晶体尺寸为3 mm×3 mm×4 mm、掺杂浓度为5.0 at.%的Yb:YAG晶体端面的最高温升为59.2 K,最大热形变量为0.645 67μm,晶体内稳定时最大应力为2.380×10⁸ N/m²,热透镜焦距为19.99 mm,该条件下激光器可正常运行。研究结果为全固态Yb:YAG激光器的设计提供了理论依据。     

钛宝石激光泵浦Nd:GdVO4微片激光器

以Ar^31泵浦的钛宝石激光器作为泵浦源，研究了Nd：GdVO4晶体微片的激光性能。晶片厚度为1mm，一端镀1．06μm高反膜与808nm增透膜，另一端镀1．06μm部分反射膜（T=1％），构成平-平谐振腔。该激光器的阈值泵浦功率低至18mW，斜效率达到50．7％，光-光转换效率为47．9％。测试了Nd：GdVO4晶体微片的吸收系数和荧光寿命，分别为32．7cm^-1（π向）和120μs。     

Diode-pumped Yb∶YAG quasi-three level thin-disk laser with 1024 nm output

采用二极管泵浦Yb∶ YAG晶体实现准三能级连续1024 nm薄盘激光器,1024 nm谱线是由Yb∶YAG晶体内的2F5/2-2F7/2能级跃迁实现的,实验中采用折叠腔结构.泵浦光16次通过Yb∶ YAG晶体,当注入泵浦功率为17.9 W时,1024 nm激光输出功率为370 mW,通过采用Ⅰ类临界位相匹配LiB3O5 (LBO)晶体进行腔内二次谐波倍频,获得最大输出功率为45 mW的512 nm蓝-绿激光稳定输出,蓝-绿色激光30 min功率稳定度优于4.3％.     

Yb:YAG蓝色激光输出

报道了Yb：YAG晶体的蓝光激光输出。在InGaAs激光二极管的泵浦下,掺杂浓度为6％的Yb：YAG晶体,得到485nm的蓝光激光输出。激光腔为平凹腔,腔长39mm。在1w功率泵浦下,输出功率38．5μw,光束发散角为10mrad,阈值为410mw。激光输出峰值波长为485．81nm,半宽度为1．1nm,其它还有几个次峰位于471．90nm、494．63nm、460．23nm和480．38nm。分析了激光产生的机理,认为是Yb^3 对的合作吸收和发射,或是Yb^3 与Tm^3 的合作上转换发光。     

二极管泵浦Yb∶YAG准三能级1024 nm薄盘激光器

采用二极管泵浦Yb∶YAG晶体实现准三能级连续1024 nm薄盘激光器,1024 nm谱线是由Yb∶YAG晶体内的2F5/2-2F7/2能级跃迁实现的,实验中采用折叠腔结构。泵浦光16次通过Yb∶YAG晶体,当注入泵浦功率为17.9 W时,1024 nm激光输出功率为370 mW,通过采用I类临界位相匹配LiB3O5(LBO)晶体进行腔内二次谐波倍频,获得最大输出功率为45 mW的512 nm蓝-绿激光稳定输出,蓝-绿色激光30 min功率稳定度优于4.3%。     

激光二极管列阵泵浦Yb：YAG/LBO 525nm绿光激光器

报道了激光二极管列阵(LDA)端面泵浦的全固态腔内倍频525 nm绿光激光器.Yb:YAG晶体掺杂浓度10-at.%,几何尺寸为φ4 mm × 1 mm,利用半导体致冷器(TEC)对其进行温度控制.倍频晶体选用按Ⅰ类临界相位匹配角度切割的LBO,位相匹配角度为(θ,φ)=(90°,12.2°).采用线性平凹腔结构,在LDA泵浦功率为11.3 W时,获得了最高功率为244 mW的525 nm连续激光输出,光-光转换效率为1.98%     

LD端面泵浦Yb:YAG/LBO 525nm绿光激光器

报道了一种激光二极管(LD)端面泵浦10at%掺杂Yb:YAG薄片激光晶体(φ4mm×1mm)、Ⅰ类临界相位匹配LBO、腔内倍频525nm全固态绿光激光器.采用平凹腔结构,在LD泵浦功率为1.43W时,获得了最高功率为22.3mW的525nm的基模连续激光输出,光-光转换效率为1.5%,光斑椭圆度为0.99.腔内倍频激光器的倍频光输出功率受腔内基频光光子数密度等的影响,最后也对此作了讨论.     

LD端面泵浦Yb∶YAG/LBO 525nm绿光激光器

报道了一种激光二极管(LD)端面泵浦10at%掺杂Yb∶YAG薄片激光晶体(4mm×1mm)、Ⅰ类临界相位匹配LBO、腔内倍频525nm全固态绿光激光器。采用平凹腔结构,在LD泵浦功率为1.43W时,获得了最高功率为22.3mW的525nm的基模连续激光输出,光-光转换效率为1.5%,光斑椭圆度为0.99。腔内倍频激光器的倍频光输出功率受腔内基频光光子数密度等的影响,最后也对此作了讨论。     

LD端面泵浦Yb:YAG/LBO 537.8nm绿光激光器

报道了一种激光二极管（LD）端面泵浦10 at.- %掺杂Yb:YAG薄片激光晶体(Φ4×1mm)、LBO腔内倍频的全固态绿光激光器。采用平凹腔结构,在LD泵浦功率为1.37W时,通过调节非线性晶体LBO的放置角度,实现了频率选择,并获得了最高功率为3.1mW的537.8nm的基模连续激光输出,光斑椭圆度为0.94。     

低功率激光二极管抽运的室温运转Yb:YAG激光器

报道了低功率激光二极管(LD)抽运的1030nm Yb:YAG全固态激光器。由于Yb:YAG为准三能级结构,自吸收损耗大,振荡阈值高,因此采用双路偏振耦合系统增加注入功率密度,并通过降低晶体掺杂浓度,选取合适晶体厚度,用半导体制冷器(TEC)有效制冷,在线性腔中实现了1030nm波长稳定输出。Yb:YAG晶体Yb离子掺杂原子数分数为8%,几何尺寸为11mm×0.7mm,晶体面对输出镜一端镀940nm高反膜,使未被吸收的抽运光反射回去,再次抽运晶体,从而提高了抽运光的利用效率,当注入功率为2W时,1030nm输出功率为192.8mW,光-光转换效率为9.6%,2h内稳定度小于3.5%。     

激光二极管抽运10%Yb∶YAG晶体微片获得5.2 W连续激光输出

本课题组于1996年首先在国内开始Yb∶YAG激光晶体研究;1997年于国内首次获得脉冲激光输出;1998年于国内首次获得连续波激光输出. 为了进一步提高Yb∶YAG激光晶体的品质,开展了以消除杂质离子和色心为目的的中频感应加热提拉法生长研究.生长中采用Al2O3、Y2O3和高纯Yb2O3粉料.已经能够生长掺杂浓度高达30at%的Yb∶YAG晶体毛坯,尺寸约为30 mm×(80～100) mm.同时通过高温氧化退火消除了色心. 在以色列本*古里安大学对本课题组生长的10at%掺杂Yb∶YAG晶体进行了高功率激光二极管抽运的激光实验,抽运波长为940 nm.实验中Yb∶YAG晶体的尺寸为Φ1.5×1 mm的微片,两平行端面抛光处理,一面镀940 nm波长的HT增透膜和1030 nm波长的HR高反膜作为激光腔的后腔镜,另一面镀1030 nm波长的AR增透膜.1030nm波长激光输出腔镜的透过率分别为1%、2%和5%,整个激光腔的长度为15 mm.在10°C低温条件下,激光二极管抽运功率为18 W和输出耦合镜的透过率为5%时, Yb∶YAG晶体微片获得的最大连续激光输出功率为5.2 W;对于三种不同的输出耦合率,分别得到高达33%的斜率效率,而且晶体的抽运阈值较低(为2.2 W).在实验过程中没有出现饱和现象.(OC9)     

全固化薄盘Yb:YAG激光器研究

本文介绍了Yb：YAG激光晶体的能级结构和吸收、发射光谱；研究了端面泵浦全固化Yb：YAG薄盘激光器的输出持性，获得了功率为2．1W的1030nm激光输出，光光转换效率为15％，斜效率为24．3％。     

LD泵浦的Nd∶YAG腔内倍频激光器及其模式

用KTP晶体研制成LD泵浦的YAG腔内倍频激光器,得到0.532μm连续绿色线偏振激光输出,阈值泵浦功率为41mW,输出功率为1.4mW,斜效率为1.7％。研究了泵浦光对倍频激光横模的影响。     

LD 泵浦全固体连续蓝紫光激光器的实验研究

报道了利用最大输出功率为500mW的LD纵向泵浦Cr：LiSAF／LBO、利用平凹腔结构获得430nm连续蓝紫光激光输出的实验研究。Cr：LiSAF激光晶体厚度为1．01mm、掺杂浓度为2．2％。在LD泵浦功率为320mW时，基频光860nm的最大输出功率为53mW。此时，采用LBO倍频晶体Ⅰ类临界相位匹配进行腔内倍频获得倍频光430nm的最大输出功率为0．54mW，激光阈为101mW，斜效率为0．14％。     

Yb掺杂原子数分数为0.5%的Yb:Y3Al5O12晶体的光谱分析

采用提拉法生长了Yb掺杂原子数分数为0．5％的Yb：Y3Al5O12。（Yb2YAG）晶体，对晶体的吸收光谱和荧光光谱进行了分析。与Yb掺杂原子数分数为5％的Yb：YAG晶体进行了对比，得出采用940nm激光二极管（LD）抽运晶体最为合适。原子数分数为0．5％的Yb：YAG晶体相对于原子数分数为5％的Yb：YAG晶体白吸收效应的影响要小。测量了原子数分数为0．5％的Yb：YAG晶体的荧光寿命为0．95ms，与理论值很接近。因此采用原子数分数为0．5%的Yb：YAG晶体作为激光工作物质将有利于高效、小型集成化的固体激光器的发展。     

M2≤1.14的LD抽运的Yb∶YAG微晶片激光器

采用国产1 W的InGaAs激光二极管(LD),掺杂浓度为10 at.-%的Yb∶YAG微晶片(φ5 mm×0.6 mm),室温下获得了输出功率91.5 mW,波长1.049 μm的基模激光连续输出,光束质量M2≤1.14,斜率效率为30%.在晶体制冷情况下,获得了111 mW的激光输出,斜率效率达40%.     

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。     

M~2≤1.14的LD抽运的Yb:YAG微晶片激光器

采用国产1W的InGaAs激光二极管(LD),掺杂浓度为10at.-％的Yb:YAG微晶片(φ5mm×0.6mm),室温下获得了输出功率91.5mW,波长1.049μm的基模激光连续输出,光束质量M~2≤1.14,斜率效率为30％。在晶体制冷情况下,获得了111mW的激光输出,斜率效率达40％。     

高掺杂浓度Yb：YAG晶体的生长及光谱性能

应用中频感应提拉法生长了掺杂浓度高达50at．-％的Yb：YAG晶体，研究了室温下Yb：YAG晶体的吸收和发射光谱特性以及荧光寿命，在939nm和969nm处存在Yb^3 离子的2个吸收带，能与InGaAs激光二极管(LD)有效耦合，适合激光管二极抽运。其荧光主峰位于1032nm附近，Yb：YAG晶体的荧光寿命为390μs。比较了高掺杂与低掺杂Yb：YAG晶体的光谱参数，指出高掺杂Yb：YAG晶体是一种很有前景的高功率激光增益介质。