1 ns脉宽激光Nd:YAG双通放大的实验研究

对纳秒脉宽激光进行了双通放大的实验研究。主振荡器输出的单脉冲能量为0.16mJ、重复频率为5 Hz,光束质量M2为1.5和脉冲宽度为0.964ns的种子激光,经过掺杂浓度为1.0at%,3mm×120mm的Nd:YAG双通放大器放大后,得到了单脉冲能量为88mJ、脉宽为0.972ns、M2为1.7和不稳定度小于±3%的双通放大激光输出。     

高能量1 ns Nd:YAG激光器系统

为了实现高能量、窄脉宽的输出,设计了一种半导体端面泵浦Nd:YVO4的主振荡器与功率放大器(MOPA)结构的Nd:YAG激光器。半导体端面泵浦布儒斯特切角Nd:YVO4晶体调Q主振荡器,获得了单脉冲能量0.16mJ,重复频率5Hz,脉冲宽度0.964ns的种子激光输出。通过使用光隔离器和端面切角的Nd:YAG晶体,避免了Nd:YAG双通预放大器的ASE效应,获得了单脉冲能量88mJ,脉宽0.972ns的激光输出。通过空间滤波器后,两级主放大器单通放大后,最终获得了单脉冲能量大于3.25J,脉宽1.051ns,M2为1.9,不稳定度小于±3%ns激光放大输出。     

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。     

425mJ高光束质量特殊取向Nd:YAG激光放大器

基于主振荡功率放大结构,采用特殊取向Nd:YAG激光放大器,获得高脉冲能量、高光束质量的激光输出。激光放大结构包含种子源、预放大级和主放大级三部分。在主放大级中,采用串联放置的激光二极管侧面抽运Nd:YAG棒状放大模块对种子光进行放大。为了获得高光束质量的输出光束,对不同切割方向Nd:YAG晶体棒的热退偏损耗进行了模拟。根据模拟结果,放大模块选择[100]切割方向的Nd:YAG晶体棒作为增益介质。在重复频率为200Hz、脉宽为25ns、脉冲能量为40μJ、光束质量接近衍射极限的种子光注入条件下,获得了425mJ脉冲能量输出,输出光光束质量因子为1.37,功率稳定度为0.81%。     

高能量MOPA脉宽可调激光器

利用MOPA激光种子源,结合氙灯泵浦行波放大方法研制了高能量脉宽可调1 064 nm波段激光器。激光器采用电调制脉宽方式控制MOPA光纤激光器脉冲信号的输出,在保证高光束质量的前提下,实现了脉宽8.6~220.9 ns可调的1 064 nm种子激光输出。选用双通放大级设计,利用氙灯泵浦Nd:YAG晶体实现五级行波放大,分析讨论了抑制自激振荡方法和行波放大过程中脉宽变窄的原因。当氙灯注入能量为60 J,重复频率10 Hz时,实现了脉宽调范围为4.2~173.3 ns的稳定1 064 nm激光输出,单脉冲能量最高可达158 mJ。     

大能量短纳秒脉冲Nd：YAG激光

报道了一台大能量高光束质量激光二极管侧面泵浦的短纳秒脉冲Nd:YAG激光器。激光器包括纳秒电光调Q振荡器和两级侧面泵浦Nd:YAG棒状放大器。振荡级采用Nd:YVO₄晶体作为增益介质可减少热致双折射效应并降低腔内损耗。放大级采用两级串联放大的方式以提高放大倍数。最终，在脉冲重复频率为10 Hz时，获得了最大单脉冲能量为377 mJ、脉冲宽度为5.9 ns、平均光束质量因子为1.86的1064 nm激光输出。这种大能量、窄脉宽、高光束质量激光器有望用于远距离高精度的激光测距。     

工作在1341nm的LD纵向抽运腔倒空锁模Nd∶YAP激光器

报道了工作在1341 nm的激光二极管(LD)纵向抽运主被动锁模Nd∶YAP激光器。该激光器采用Nd∶YAP晶体作为增益介质,可饱和吸收体V3+∶YAG作为被动锁模器件,声光调制器作为主动锁模器件。在抽运能量50 mJ,抽运频率10 Hz的情况下获得了0.82 mJ的脉冲串输出。该脉冲串的半峰全宽为570 ns,每个脉冲间的间隔为7.7 ns,共包含约75个脉冲,单脉冲的平均能量为11μJ。采用电光晶体RbTiOPO4(RTP)作腔倒空,获得了能量为160μJ,脉宽为680 ps的单脉冲输出。采用InGaAs红外探测器测得光斑大小约为1.2 mm,激光传播因子M2约为1.5。     

Nd:YAG平面波导激光放大器效率的影响因素

以Nd:YAG平面波导为激光放大器增益介质,研究了1064nm激光在放大过程中光光效率的影响因素;采用基于棒状Nd:YAG的1064nm自由运转振荡器为种子源,放大器抽运源为808nm半导体激光器阵列,抽运光脉宽与种子光脉宽相同且同步输出;Nd:YAG平面波导的尺寸为60mm×10mm×1mm,芯层厚度为100μm。对比研究了种子光能量、抽运能量和抽运方向对激光放大效率的影响。结果表明,当注入种子光能量为10mJ时,实现了100Hz脉冲重复频率下最大能量为713mJ的准连续激光输出,此时的抽运能量为1478mJ,对应的光光效率为47.6%。     

大口径管状Nd∶YAG放大器

将二极管泵浦单纵模Nd∶YAG 激光器作为主振荡器,三级灯泵Nd∶YAG 放大器及 SBS 相位共轭镜组成双通放大MOPA 系统,经两个放大单元的行波放大,再经过管状放大器放大,实献能量输出10. 59J ,脉宽为4. 76ns ,发散角为6mrad、重复频率10Hz 激光输出。     

外腔式KTP光学参量振荡器的实验研究

利用脉冲氙灯抽运的Nd：YAG被动调Q激光器输出的1．06μm激光脉冲泵浦KTP光学参量振荡器,获得脉宽3ns、单脉冲能量30mJ、中心波长1568nm的信号光输出。信号光脉冲宽度（3ns）比抽运光脉冲宽度（12ns）4,得多。实验表明,随着OPO腔长的增加单脉冲输出能量减小,随着抽运光能晕的增加单脉冲输出．能晕增大,...     

输出5 W的电光调Q Nd:YAG陶瓷激光器

研究了激光二极管(LD)侧向抽运的Nd:YAG陶瓷电光调Q激光器的激光输出特性.该激光器采用九组激光二极管线阵列(LDA)侧面紧密环绕均匀排布的抽运结构,并用微通道热汇冷却技术冷却.在电光调Q方式下,重复频率为100 Hz,抽运单脉冲能量为416 mJ时,用尺寸为φ5 mm×75 mm,掺杂原子数分数为1%的Nd:YAG陶瓷棒,获得50 mJ的1064 nm激光输出,脉冲宽度为12 ns,斜率效率达24%.并实验测量和分析了偏振片,KD*P晶体,四分之一波片等调Q器件的插入损耗.测量了输出激光时间波形和光斑的光强空间分布.     

稳定的简单结构被动调Q单脉冲单纵模激光器

以激光二极管(LD)环形阵列侧面抽运Nd:YLF棒高增益放大器模块为基础，在经典的平凹驻波腔中加人一片Cr^4 ：YAG晶体作为被动Q开关，利用被动Q开关本身所具有的振荡选模功能以及两端不镀膜的Nd：YLF棒所具有的标准具效应，简便地实现了稳定的单脉冲、单纵模调Q输出。振荡器输出脉冲平均宽度为9．3ns，脉冲宽度稳定性达到8％(RMS)；输出脉冲平均能量为1．218mJ；单脉冲能量稳定度优于3％(RMS)，对应峰值功率达到O．13MW。同时该振荡器长时间工作过程中单纵模输出几率始终优于99％，这种单纵模振荡器结构简单，性能稳定可靠，适合于实际应用以及产品化。     

二极管抽运200Hz TEM00模Q开关Nd:YAG激光器

用三只QCW-600W激光二极管侧面抽运Nd:YAG激光器,在重复频率为200Hz,单脉冲注入能量为270mJ条件下,实现了29.7mJ,TEM00模调Q激光输出,M2=1.12,脉宽6.4ns,光-光转换效率11%,斜效率16.5%,输出能量不稳定度1.14%.通过KTP晶体腔外倍频,获得了单脉冲能量16.8mJ,脉宽5.6ns的绿光输出,倍频效率56.6%.     

LD脉冲抽运的被动调Q Nd:YVO4激光器的研究

报道在LD脉冲抽运的Nd：YVO4激光器中插入Cr^4＋：YAG，获得稳定的调Q激光输出。在输出镜透过率T=10％时,插入Cr^4＋：YAG的调Q阈值为19．1mJ，在抽运能量为34mJ时，测得脉冲宽度为38ns，输出能量为0．34mJ。实验研究了脉冲宽度随抽运能量的变化，并比较了不同透过率输出镜条件下Cr^4＋：YAG调Q的输出能量和调Q效率随抽运能量的关系。实验还把Cr^4＋：YAG换成BDN染料片，获得了比Cr^4＋：YAG调Q还窄的10ns左右的脉冲，并根据Cr^4＋：YAG和BDN染料片的调Q机理对一些实验现象作出合理的解释。     

LDA端泵浦短腔Cr^4＋：YAG被动调Q Nd：YAG激光器

采用峰值功率600W的准连续（QCW）激光二极管阵列（LDA）端泵浦Nd:YAG晶体，其耦合装置为自制的微柱透镜阵列和透镜导管，使用Cr^4 :YAG可饱和吸收晶体作为Q开关，并选取长度较短的Nd:YAG晶体，从而使激光腔的长度缩短到11mm，实验研究了在较短的腔长条件下调Q输出多脉波形的时间、空间分布，采用平－平腔结构时，每次泵浦脉冲获得单脉冲输出，脉冲宽度＜4ns，能量4．5mJ。     

板条型脉冲Nd∶YAG激光器的研究

本文研制了尺寸为124×12×6mm~3的Nd:YAG晶体板条型脉冲激光器,自由振荡单脉冲输出24J,器件总体效率2.5％,电光调Q单脉冲输出860mJ,脉宽12～15ns,Q开关效率72％。     

种子注入的高峰值功率全固态单频激光器

为了研制光参量振荡器的单频制抽运源，采用偏压反馈的扫描-触发谐振探测技术，设计了种子注入的脉冲重复频率为500Hz的单端抽运键合Nd:YAG的电光调Q单频脉冲激光器，建立了单纵模振荡并进行了理论分析。结果表明，在抽运能量为36.8mJ时，输出单脉冲能量为8.4mJ，光光建模效率为23%，脉冲宽度为6.8ns，光束质量因子M2≈1.3，脉冲峰值功率为1.2MW；利用F-P标准具获得输出激光的干涉图样，经过1h观察，该激光器输出单纵模概率为100%。这一结果对于抽运光参量振荡器的研制是有帮助的。     

160 W激光二极管抽运电光调Q主振荡功率放大器绿光激光器

介绍了激光二极管抽运的高重复频率、大能量绿光固体激光器研制成果。激光器采用电一光调Q，主振荡功率放大器（MOPA）结构。根据放大器的设计要求，研制了抽运功率达12kW，占空比为15％的激光二极管侧抽运Nd：YAG棒状激光模块。在重复频率500Hz，脉冲宽度15ns条件下，实现了单脉冲能量1．27J的1064nm输出，光束质量β小于2．5。采用Ⅱ类相位匹配KTP晶体外腔倍频，在基频能量1J，重复频率400Hz，抽运功率密度67MW／cm^2时，获得大于405mJ的绿光输出（平均功率达160W），倍频效率约为40％，绿光光束质量β〈5。