温控高纯KTP内腔倍频Nd:YAG激光器

将高纯KTP晶体置于一温控炉内,利用温度调谐,在一声光调Q,直腔式Nd:YAG激光器中获得了高功率、高效率倍频绿光输出.最高倍频绿光输出功率超过38 W,倍频光输出功率的转换效率大于0.91%,不稳定度为±2.3%.高纯KTP与一般KTP相比,倍频效率提高了18.8%.     

全固态高输出功率单频Nd:YVO4/KTP激光器

利用光纤耦合输出的半导体激光器(LD)端面抽运Nd∶YVO4晶体,激光谐振腔采用四镜环形腔结构,通过KTP晶体内腔倍频,获得了高功率全固态连续单频绿光激光输出。根据临界相位匹配下椭圆高斯光束的倍频理论,通过旋转Nd∶YVO4晶体的方向选取合适的基频光偏振方向,使KTP晶体的走离角所在平面与谐振腔弧矢面平行,可提高内腔倍频转换效率。当抽运功率为20 W时,激光器最大单频绿光输出功率达4.8 W。作为对比,控制基频光偏振方向使KTP晶体的走离角所在平面与谐振腔子午面平行时,激光器最大单频绿光输出功率为4.1 W。对比两种情形下的实验结果,激光器的光-光转换效率从21.8%提高到25.5%。     

高效高功率侧面抽运腔内倍频连续绿光激光器

激光二极管(LD)侧面抽运的内腔倍频激光器技术是实现高功率、高稳定且低成本连续绿光激光器的有效方法。为满足激光彩色显示、激光加工、数据存储、医疗卫生和科研等领域对连续绿光激光器的需求,研制了一台高效、高功率侧面抽运腔内倍频Nd∶YAG/KTP连续绿光激光器。采用优化的平-凹-平三镜折叠腔结构,Ⅱ类相位匹配KTP晶体内腔倍频,当808 nm激光二极管抽运功率约为180 W时,得到最高18.7 W的连续绿光激光输出,对应的光-光转换效率为10.4%。在输出功率15.4 W时测量激光功率稳定性,其功率不稳定度小于0.5%。输出光束平滑,远场为类高斯分布,用刀口法测量了激光器不同输出功率时的光束质量,光束传输因子M2小于7。     

双磷酸氧钛钾晶体倍频特性的实验研究

为了研究双块磷酸氧钛钾(KTiOPO4,KTP)晶体串接倍频对于提高绿光倍频激光器的转换效率的作用,采用长度分别为6mm,8mm和15mm的3块KTP晶体两两串接组合进行了实验验证,绘制了单块晶体倍频和双块晶体串接倍频时的转换效率曲线,并对其进行了比较分析。结果表明,基频光功率密度从520MW/cm2到750MW/cm2时,双块KTP晶体正交串接倍频不仅比双块KTP晶体平行串接倍频的转换效率高近10%,而且比长度是两块晶体之和的单块长KTP晶体的倍频转换效率高近30%。这一实验结果对于提高绿光倍频激光器的转换效率有一定的意义。     

LD泵浦Nd:YVO4水热法KTP腔内倍频绿光的研究

首次报道了分别使用水热法的KTP对Nd:YVO4晶体倍频绿光的对比研究.通过分析和计算水热法KTP倍频效率与温度的关系可知,在实验中,当抽运功率为6.11 W时,水热法KTP倍频的Nd:YVO4激光器输出绿光功率为0.927 W,光-光转换效率为15.2%,并分析了转换效率不同以及偏低的原因.从实验结果中,得到水热法KTP晶体的一些性能,为以后的研究提供一些参考.     

水热法KTP倍频转换效率性能的研究

首次报道了水热法KTP倍频转换效率性能的研究,通过研究水热法KTP的电子显微镜照片,分析了水热法KTP内部的缺陷;通过理论和实验,研究了水热法KTP晶体的倍频转换效率,两者的高转换效率时的温度相同;通过选择合适的控制温度,在抽运功率为6.11W时,绿光输出为0.7W,继续加大抽运功率,输出绿光的增加幅度都在加大,此时的光-光转化效率是11.5%.     

LD抽运Nd:YAG/KTP腔内倍频16W连续波绿光激光器

为了得到一台大功率连续波绿光激光器,采用9个20W的高功率半导体激光器侧面抽运Nd:YAG棒,倍频晶体选用Ⅱ类相位匹配的KTP晶体,设计了三镜折叠腔结构,使得放置倍频晶体位置处基频光的光腰稍大,从而尽量避免KTP晶体的"灰线效应",通过调节角度的办法来补偿倍频晶体热效应导致的相位失配,得到在抽运电流为19.5A时,连续波绿光输出可达16W,倍频转换效率为40%的结果。实验结果表明,Nd:YAG/KTP是产生大功率连续绿光的较佳组合。     

提高全固态内腔倍频绿光激光器功率稳定性的一种新方法

报道了一种基于温控倍频KTP晶体的低噪声全固态 内腔倍频绿光激光器。实验中,将KTP晶体作为1/4波片,当注入电功率为300W时,控制KTP至19.8℃获得了2.5W连续绿光,其功率不稳定 度小于0.9% (10min),相比最差温度点稳定性提高约70%。理论上,从基频纵模偏振态出发,利用Jones 矩阵分析了倍频KTP晶体相位延迟对谐振腔纵模振荡的影响,通过调节KTP温度改变相位延迟 ,有效遏制了基波偏振模耦合从而得到稳定的绿光输出。理论分析与实验结果相均合,这为 低噪声全固态内腔倍频绿光激光器提供了一种新的技术途径。     

138 W窄脉宽全固态绿光激光器

报道了绿光平均功率达138 W的声光调Q内腔倍频全固态Nd∶YAG绿光激光器。为了进一步提高绿光激光器的输出功率以及压窄脉宽,通过倍频晶体相位匹配角随温度变化的分析以及腔型的研究,设计并优化了U型谐振腔。实验中采用两个聚光腔,每个聚光腔由35个20 W的高功率激光二极管(LD)侧面抽运Nd∶YAG棒,利用Ⅱ类相位匹配KTP晶体腔内倍频,实现了高平均功率内腔倍频激光器的稳定运转。在两个聚光腔的激光二极管抽运电流分别为18.5 A,20.5 A时,获得了重复频率为10 kHz,脉冲宽度优于49 ns,输出功率为138 W的高功率、高重复频率、窄脉宽绿光(532 nm)输出,光-光转换效率为14.1%,不稳定度为±2.8%。     

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.     

KTP腔内倍频已实现33W绿光的稳定高平均功率输出

用本所熔盐法生长的KTP晶体作为腔内倍频材料,已从Nd:YAG激光器获得6.5W完全连续的绿光输出.在使用25kHz.声光Q开关的情况下,绿光的平均输出功率达到33W.此外,本实验对KTP倍频器的均匀性和稳定性也做了检验.     

高纯KTP和掺杂KTP的倍频性能

本文对山东大学晶体所生长的高纯KTP和掺杂As.Rb元素的KTP晶体的倍频性能进行了测试比较,其倍频性能都比一般KTP要好.最大倍频转损效率可达70%,并对其原因进行分析.实验所用晶体长度约6mm.对高纯KTP,测其透过率曲线表明在0.53μ处透过特性明显比一般KTP要好,即吸收系数小.测量最佳匹配方向为θ=90°,φ=22.5°,比一般KTP最佳匹配角φ=23.5°小,有效非线性系数稍有增加,所以转换效率高于一般KTP,且由于吸收小,抗光损伤阈值提高. 晶体掺杂As,Rb元素后,As,Rb原子分别取代了KTP中的K,P原子.晶胞体积     

LD抽运的高效率内腔倍频绿光激光器

提高绿光总体效率具有重要意义.目前,半导体抽运的绿光单台最高输出功率已经达到315 W,倍频最高效率达到82%. 我们分析了端面抽运情况下抽运光耦合系统的设计,得出了最佳聚焦光斑尺寸,并且指出抽运光斑尺寸对激光器单模运转特性的影响,光斑尺寸并非越小越好,应该综合考虑选取抽运光斑的尺寸为稍大于腔内基模振荡光的光斑尺寸,以便实现最佳模式匹配,同时能够单模运转.对LD抽运的固体激光器声光调Q内腔倍频进行了理论研究,指出降低腔内基波的损耗是提高谐波转换效率的关键.实验采用简单直腔,在输入LD抽运光12 W的情况下,利用4 mm×10 mm的YAG晶体,在放入声光开关10 kHz的重复频率下,1064 nm输出2.6 W;采用KTP晶体内腔倍频得到了532 nm绿光2.1 W的输出功率,在声光调Q情况下基频-倍频光的转换效率超过80%,光-光效率达到17.5%,为今后实现大功率绿光的运转打下了一定的基础.(OC1)     

LD泵浦的高效率全固体低噪声绿激光器

介绍了一捉LD泵浦的高效率全固体Nd:YVO4/LBO低噪声绿激光器。使用LBO晶体腔内倍频避免了KTP易出现的灰线问题;用三镜折叠腔结构可减少Nd:YVO4对绿光的吸收;满足了基模光斑与泵浦光斑的模匹配条件;使LBO在高的基频光功率密度下可得到较高的倍频效率。实验证明,该结构能够实现高效率的稳定绿光输出。在泵浦光功率为1．6W时,稳定输出功率达248mW,光光转换效率达16．1％。     

LD泵浦Nd:YVO4/KTP单频绿光激光器

采用光纤耦合输出激光二极管阵列端面抽运Nd:YVO4晶体,采用"8"字环形腔,在腔内插入法拉第旋光器和半波片实现激光的单向运转以抑制空间烧孔效应,并选用二类临界相位匹配的KTP进行腔内倍频,获得了输出功率为2.6W,波长为532nm的单频绿光,光-光转换效率为12.1%.     

单管LD泵浦的高效紧凑连续绿光激光器

结合Nd：YVO4的偏振吸收和LD（激光二极管）的偏振性,设计了高效的自聚焦透镜耦合系统、利用激光晶体和倍频晶体构成激光谐振腔、KTP晶体的II类相位匹配,计算并分析了在存在热透镜情况下平-平固体激光腔的特性,研制出高效紧凑结构的全固态绿光激光器。激光器利用TEC精确控制激光晶体和KTP晶体的温度,当泵浦功率为4.8 W时,532nm输出功率为1.4 W,光-光转换效率达到30%,24小时不稳定性±2%。     

全固态准连续Nd:YAG/LBO绿光激光器

采用双Nd:YAG棒串接加90°旋光器补偿热致双折射,双声光Q开关调制,LBO晶体腔内倍频,实现了532 nm准连续绿光输出.重复频率10 kHz时,532 nm绿光输出功率达69 W,脉宽200 ns.重复频率15 kHz时,532 nm绿光输出功率达71 W,脉宽250 ns,倍频转换效率57.5%.     

以内腔装置检验KTP晶体的性能和缺陷

非线性光学晶体磷酸钛氧钾 (KTP)经常用于 Nd∶ YAG激光器 10 6 4nm基频波长向 5 32 nm二次谐波波长的转换。它的优良非线性特性使得 KTP特别适用于瓦级输出功率连续波运转期间的绿光产生。为提高倍频效率 ,KTP晶体一般都放在激光腔内。然而在此情况下 ,谐波输出对内腔元件 (它引起损耗 )的存在非常敏感。这一特性可被 KTP制造厂家用来评审晶体性能和晶体均匀性。由内腔倍频装置获得的检验结果有助于制造厂家改善今后晶体生产的质量和性能。法国奥赛光学应用理论研究所的 F.Balembois和晶体激光公司的 H.Albrecht等人合作 ,已发展一…     

准相位匹配的KTP晶体获得高效外腔谐振倍频绿光

采用准相位匹配的KTP晶体对全固化Nd∶YVO4连续输出的 10 6 4nm单频激光进行外腔谐振倍频 ,当倍频腔的红外输入功率为 15 0mW时 ,获得 76mW的单频绿光输出 ,最大倍频转换效率为 5 0 6 %。     

倍频固体激光抽运双级染料激光放大系统的实验

报道了用倍频Nd∶YAG绿光激光器抽运双级染料激光放大系统的实验过程。实验应用两台高平均输出功率、高脉冲重复频率的倍频Nd∶YAG绿光激光器,通过精确的脉冲同步控制技术,实现了对双级染料激光放大系统的抽运,获得了放大级最高提取效率16. 8% ,总提取效率10. 6% ,最高输出功率9. 2W的实验结果。得到了抽运激光提取效率随染料激光波长、染料溶液浓度和抽运激光峰值功率的变化关系。