Nd:GdVO4和Nd:YAG全固态激光器输出特性的比较

文中基于Nd：GdVO4晶体的能级结构和速率方程理论,对激光二极管端面抽运Nd：Gd．VO4固体激光器的输入输出特性参数进行了理论研究。通过数值计算得到了其振荡光的光斑与抽运光斑的匹配程度、增益介质的长度、腔内固有损耗和输出镜透过率的最佳值,并通过与激光二极管抽运Nd：YAG固体激光器的输出特性进行比较,获得了在相同条件下Nd：GdVO4晶体的输出特性优于Nd：YAG晶体的高功率端面抽运的全固态激光器,其理论值与实验结果一致。     

Nd∶GdVO4 和Nd∶YAG全固态激光器输出特性的比较

文中基于Nd∶GdVO4晶体的能级结构和速率方程理论,对激光二极管端面抽运Nd∶Gd-VO4固体激光器的输入输出特性参数进行了理论研究。通过数值计算得到了其振荡光的光斑与抽运光斑的匹配程度、增益介质的长度、腔内固有损耗和输出镜透过率的最佳值,并通过与激光二极管抽运Nd∶YAG固体激光器的输出特性进行比较,获得了在相同条件下Nd∶GdVO4晶体的输出特性优于Nd∶YAG晶体的高功率端面抽运的全固态激光器,其理论值与实验结果一致。     

Nd∶GdVO4 和Nd∶YAG全固态激光器输出特性的比较

文中基于Nd∶GdVO4 晶体的能级结构和速率方程理论,对激光二极管端面抽运Nd∶Gd2 VO4 固体激光器的输入输出特性参数进行了理论研究。通过数值计算得到了其振荡光的光斑与抽运光斑的匹配程度、增益介质的长度、腔内固有损耗和输出镜透过率的最佳值,并通过与激光二极管抽运Nd∶YAG固体激光器的输出特性进行比较,获得了在相同条件下Nd∶GdVO4晶体的输出特性优于Nd∶YAG晶体的高功率端面抽运的全固态激光器,其理论值与实验结果一致。     

激光二极管端面抽运Nd:YVO4固体激光器热致光束畸变非对称的平衡

由于a轴切割Nd:YVO4晶体的非对称性,使得激光二极管(LD)端面抽运Nd:YVO4固体激光器不同于Nd:YAG激光器,输出的激光经常产生非对称结果.用有限元法分析激光二极管端面抽运a轴切割Nd:YVO4固体激光器的晶体热效应,包括温度分布、内部应力和产生的形变.分析结果表明端面抽运a轴切割Nd:YVO4晶体产生了椭球热透镜效应.从结构方面和抽运方面提出了热透镜非对称性的平衡方法,实验验证了方法的可行性.     

大功率激光二极管端面抽运的Nd：YVO4激光器

报道了利用掺杂浓度为0．3at．-％，通光长度为10mm的Nd：YVO4晶体作为增益介质，带光纤耦合的激光二极管端面抽运的Nd：YVO4激光器。在抽运功率为27．365W时，获得了14．85W的TEM00模输出，光-光转换效率为60．49％，斜率效率达64．5％。在上述基础上对晶体的掺杂浓度和晶体长度对激光器性能的影响进行了分析。     

低掺杂浓度Nd：YV04激光器的输出特性研究

在对Nd：YVO4晶体的掺杂浓度和晶体长度对激光器性能的影响进行了分析后，报道了利用掺杂浓度为0．3at％，通光长度为10mm的Nd：YVO4晶体作为增益介质，带光纤耦合的激光二极管端面抽运的Nd：YVO4激光器。在抽运功率为27．365W时，获得了14．85W的TEM00模输出，光-光转换效率为60．49％，斜效率达64．5％。     

激光二极管端面抽运Nd∶YVO4固体激光器热致光束畸变非对称的平衡

由于a轴切割Nd∶YVO4晶体的非对称性,使得激光二极管(LD)端面抽运Nd∶YVO4固体激光器不同于Nd∶YAG激光器,输出的激光经常产生非对称结果。用有限元法分析激光二极管端面抽运a轴切割Nd∶YVO4固体激光器的晶体热效应,包括温度分布、内部应力和产生的形变。分析结果表明端面抽运a轴切割Nd∶YVO4晶体产生了椭球热透镜效应。从结构方面和抽运方面提出了热透镜非对称性的平衡方法,实验验证了方法的可行性。     

列阵半导体激光端面抽运Nd：YVO4绿光激光器的研究

报道了采用列阵半导体激光端面抽运Nd：YVO4晶体的KTP腔内倍频绿光激光器。采用多柱透镜法，对列阵半导体激光进行了有效整形，并利用谐振腔折叠产生的像散，实现了抽运光与振荡光较好的模式匹配；由于是直接耦合抽运，因此保证了半导体抽运光以π偏振光入射Nd：YVO4(单轴)晶体，实现了半导体抽运光与Nd：YVO4吸收的偏振匹配。在抽运功率为9．5W时，得到520mW的稳定绿光输出，光-光转换效率为5．5％。     

激光二极管端面抽运的多晶Nd：YAG 1．06μm连续激光器

报道了激光二极管端面抽运的多晶Nd：YAG(polycrystalline Nd：YAG ceramic)1．06μm连续激光器的实验研究。在抽运功率为0．3W时，激光达到阈值开始输出；在抽运功率为9W时．输出功率达到2W，激光器光-光转换效率为22．2％。     

高功率激光二极管端面抽运复合晶体激光器的研究

在高功率激光二极管抽运固体激光器中,热效应已成为获得高输出功率和高光束质量的最大阻碍因素.用有限元方法研究了高功率激光二极管端面抽运Nd∶YVO4激光器中热透镜分布规律,提出了用复合晶体消除热透镜效应的方法.研究表明在端面抽运的传统单一Nd∶YVO4晶体激光器中,由于抽运功率密度很高,热透镜效应非常严重,由端面变形而造成的热透镜效应约占整个热透镜效应的50%;而采用复合晶体能够很好地消除由端面变形而造成的热透镜效应,同时得到很好的冷却效果,获得比采用传统单一晶体高出许多的基模输出功率和更好的光束质量.实验证明,采用复合结构晶体在23 W的抽运功率水平下得到了11 W的基模输出功率,光束质量因子M2 <1 5,光光转换效率达到48%.     

钛蓝宝石激光泵浦的Nd：YVO_4固体激光器

研究了用钛蓝宝石激光泵浦的Ｎｄ：ＹＶＯ４固体激光器的特性。得到基频连续激光输出功率为１９０ｍＷ，泵浦阈值为１３ｍＷ，光学斜效率为５１％。用ＫＴＰ晶体腔内倍频，得到二倍频激光输出功率为１０ｍＷ，总的光学转换效率为２．３％。给出了泵浦光波长（７４０～８３０ｕｍ）与激光输出功率之间的关系。     

激光二极管泵浦高效Nd:YVO4激光器特性研究脉冲倍频稳频Nd:YAG环形激光器

报道了激光二极管泵浦高效Nd:YVO4激光器输出功率及波长特性的研究。基频光输出230 mW, 光-光转换效率为45%。对激光输出波长和泵浦功率的关系进行了研究, 发现激光器的输出波长随泵浦功率的平均变化率约为1.05×10 -3 nm/mW。利用KTP腔内倍频获得29.8 mW的绿光输出, 光-光转换效率为12.4%。在脉冲稳频Nd:YAG激光器的基础上, 采用辅助的长脉冲网络泵浦和短而强的主脉冲泵浦相结合, 以F-P共焦腔为参考频标, 通过同步搜索补偿稳频技术和截波技术.获得中心频率稳定、频漂小于10 MHz、脉宽100 μs、峰值功率>100 W的无尖峰结构的0.53 μm稳频绿光输出。     

激光二极管抽运Nd∶YVO4/YVO4复合晶体激光器

在高功率激光二极管(LD)抽运的情况下,对比分析了Nd∶YVO4/YVO4复合晶体和Nd∶YVO4单一晶体的激光特性。实验证明,复合晶体能够有效地降低晶体内的温度梯度,减小由端面变形带来的热透镜效应,获得比单一晶体高出许多的输出功率。采用Z型折叠腔,研究了Nd∶YVO4/YVO4复合晶体KTP倍频特性,当抽运功率为17W时,获得了6.23W的绿光输出,抽运光到绿光的转换效率高达37%。     

连续16 W二极管端面泵浦混合腔Nd:YVO4板条激光器

在半导体泵浦的固体激光器中,激光晶体的热效应在很大程度上影响了激光器的能量输出和光束质量.为减小激光器中的热效应,介绍了用LD端面泵浦板条(slab)激光晶体,结合稳腔-非稳腔混合腔型(hybrid resonator)实现的板条激光器.在腔长为50 cm的情况下,得到了16 W连续输出,高泵浦功率时斜效率达到59%,同时进行了稳腔方向的热效应分析.     

LD抽运Nd:YVO_4腔内倍频连续波8.8W绿光激光器

报道了用 LD双向抽运 Nd:YVO4晶体 ,KTP作腔内倍频的大功率绿光激光器。通过对大功率抽运情况下所产生的热透镜效应进行分析和估算 ,优化了热稳腔参数 ,获得了较稳定的功率输出。在抽运功率为 2 8W时 ,获得最大连续波绿光输出 8.8W,光 -光转换效率达 31 .5%。     

LD光纤耦合端面泵浦Nd:YVO4/Cr4+:YAG激光器

根据Siegman的被动调Q判据,Nd:YVO4晶体由于受激发射截面大、上能级寿命短,很难获得被动调Q输出。利用LD光纤耦合端面泵浦Nd:YVO4晶体,在泵浦功率3.5W时,连续运转获得最大输出1.4W,相应的光光转换效率为40%,同时采用Cr4+:YAG可饱和吸收体,成功地实现了Nd:YVO4被动调Q运转,获得了脉宽11.7ns,重复频率22kHz调Q输出。     

激光二极管直接耦合泵浦的Nd：YVO_4激光器连续运转和高重复率被动调Q运转

以５００ｍＷ激光二极管直接耦合泵浦Ｎｄ：ＹＶＯ４，实现了１０６４ｎｍ连续激光运转。泵浦阈值功率约２２ｍＷ，获得基横模最大输出约１７２ｍＷ，相应的斜效率为３５．８％；在Ｎｄ：ＹＶＯ４激光谐振腔内采用Ｃｒ４＋：ＹＡＧ作为饱和吸收体，实现了激光二极管连续泵浦Ｎｄ：ＹＶＯ４高重复率被动调Ｑ激光运转。获得了脉宽约１１４ｎｓ的１０６４ｎｍ调Ｑ激光脉冲，重复率高达３８０ｋＨｚ。     

激光二极管抽运复合腔和频连续波589 nm激光器

报道了一种利用复合腔进行腔内和频的589nm激光器.激光器由两个子谐振腔组成.在两个子谐振腔中,分别利用两个激光二极管(LD)抽运Nd∶YAG晶体和Nd∶YVO4晶体,并分别选择1319 nm波长(对应Nd∶YAG晶体的4F3/2→4I13/2跃迁)与1064 nm波长(对应Nd∶YVO4晶体的4F3/2→4I11/2跃迁)振荡进行和频.通过谐振腔的优化设计,实现了腔内两个波长较好的模式与增益匹配.在两个子腔的交叠部分,利用BiB3O6(BIBO)晶体Ⅰ类临界相位匹配进行腔内和频,得到和频激光输出.当Nd∶YAG与Nd∶YVO4晶体上抽运功率分别为750 mW和600 mW时,获得了24 mW,589 nm黄橙激光输出.该输出激光光束质量好、噪声低.     

低掺杂浓度Nd:YVO4激光器的输出特性研究

在对Nd:YVO_4晶体的掺杂浓度和晶体长度对激光器性能的影响进行了分析后,报道了利用掺杂浓度为0.3at％,通光长度为10mm的Nd:YVO_4晶体作为增益介质,带光纤耦合的激光二极管端面抽运的Nd:YVO_4激光器。在抽运功率为27.365W时,获得了14.85W的TEM_(00)模输出,光一光转换效率为60.49％,斜效率达64.5％。     

Nd:GdYVO4与Nd:YVO4的激光特性比较

在相同的实验条件下,分别采用平平直腔和V型折叠腔对比了Nd:GdYVO4和Nd:YVO4两种晶体的基频和腔内倍频特性.采用平平直腔在抽运功率为10.64 W时分别获得了5.35 W、6.29 W的1.06 μm基频输出,光-光转换效率达50.3%、59.1%,斜效率达58.1%、68.8%;采用V型折叠腔KTP腔内倍频,在抽运功率为6.71 W时分别获得了1.73 W和2.34 W的稳定倍频绿光输出,光-光转换效率达25.8%、34.9%.比较得出,Nd:GdYVO4-KTP绿光激光器的平均输出功率及稳定性均低于Nd:YVO4-KTP绿光激光器.