被动调Q人眼安全内腔光学参量振荡器

利用被动调Q内腔光学参量振荡器动力学模型 ,求解了包含内腔光学参量振荡器的被动调Q速率方程 ,讨论了被动调Q内腔光学参量振荡器的动力学过程。实验上实现了被动调Q内腔光学参量振荡器运转 ,获得了脉宽小于 5ns ,能量大于 2 0mJ的 1 5 7μm人眼安全激光输出 ,通过改变OPO谐振腔输出镜的反射率 ,观测到输出单个和多个信号光脉冲现象 ,实验结果与理论分析相吻合。     

LD泵浦被动调Q腔内和频拉曼激光器速率方程

运用非线性光学的和频理论推导出被动调Q腔内和频拉曼激光器速率方程理论中的和频项,在被动调Q拉曼激光器速率方程的基础上,推导被动调Q腔内和频拉曼激光器速率方程,再将方程归一化,得到八个综合参量。推导出和频脉冲峰值功率和单脉冲能量的归一化表达式。数值模拟观察各参量对和频脉冲峰值功率、单脉冲能量和脉冲宽度的影响。对各参量影响进行分析,发现和频因子与归一化拉曼增益系数需要相互匹配才能实现高效率的和频光输出。同时,比较了被动调Q腔内和频拉曼激光器与被动调Q腔内倍频拉曼激光器的数值模拟结果。     

脉冲泵浦KTP单谐振光学参量振荡器

报道了电光调Q Nd:YAG激光器的二次谐波泵浦的KTP单谐振光学参量振荡器的实验结果.实验获得了1203～1399 nm的单谐振参量光输出,总能量转换效率最大为36%,对参量光与1064 nm激光的和频进行了初步的实验,获得了568～592 nm的可见光输出.     

被动与自调Q激光脉冲重复频率的理论和实验

对被动和或自Q激光器的速率方程运用绝热近似方法和Hoff分岔条件进行分析,导出光学参量与脉冲重复频率之间的解析表达式。针对Cr:Nd:YAG调Q激光器的实验数据进行了计算,所得出的理论曲线与实验结果相吻合。     

信号光脉冲比抽运光窄12倍的内腔式KTP光参量振荡器

在闪光灯抽运的非稳腔Nd∶YAG被动调Q激光器腔内,放置非临界相位匹配KTP晶体,构成内腔式单谐振KTP光参量振荡器(OPO)。研究了输出信号光的波长调谐性能,获得1.57~1.60μm可调谐激光脉冲。实验结果表明,1.57μm信号光的输出能量随着光参量振荡器腔长的增加而减少,脉冲宽度随着腔长的增加而有所变化;抽运能量较大时,转换效率随着抽运能量的增加趋于饱和然后逐渐下降;对此给予了合理的理论解释。当光参量振荡器的腔长为5 cm,1.06μm抽运光脉冲宽度为30 ns时,输出的1.57μm信号光的脉冲宽度为2.5 ns,能量为21.3 mJ。1.57μm信号光的脉冲宽度仅为1.06μm抽运光脉冲的1/12,总的电光能量转换效率为0.128%。     

基于次级拉曼模的固体激光器的数值模拟研究

为了实现除拉曼呼吸模外的次级拉曼模的有效受激拉曼转换,进一步获得更多相干波长激光,在被动调Q内腔式固体拉曼激光器速率方程的基础上,推导了有两束拉曼光输出时的被动调Q内腔式固体拉曼激光器的速率方程,并对方程进行了归一化处理。推导出了两束拉曼光的归一化峰值功率和脉冲能量的表达式。数值模拟观察了各归一化参数对两束拉曼光输出脉冲特性的影响,数值上获得了这些归一化参数的最佳值,以实现次级拉曼模的有效受激拉曼转换。同时,对相关实验参数进行了验证和优化,获得了最佳的实验结果。     

高重频1.57 μm内腔光学参量振荡器

理论分析了被动调Q固体激光泵浦的光参量振荡器。利用激光二极管泵浦，Cr4+:YAG被动调Q Nd:YAG激光泵浦的内腔光学参量振荡器，磷酸氧钛钾(KTP)晶体作为非线性晶体，获得了高重复频率，高峰值功率的人眼安全激光输出，改变Cr4+:YAG被动调Q晶体的参数，可获得不同重频不同脉宽的调Q激光脉冲；当Cr4+:YAG晶体初始透过率为 T0=80%时，获得了平均功率大于3.8 W，重频约80 kHz的1.572 μm波长信号光输出，脉宽30 ns，脉冲峰值功率达到1.58 kW。     

内腔式KTP光学参量振荡器的实验研究

在脉冲氙灯抽运的Nd∶YAG被动调Q激光器腔内,插入非临界相位匹配KTP晶体,构成内腔式KTP光学参量振荡器,获得脉宽3 ns、单脉冲能量10 mJ、中心波长1.568μm的人眼安全激光输出。当光学参量振荡器的腔长分别为3 cm,6 cm和8 cm时,得到的信号光脉冲的时间宽度分别为6 ns,4 ns和3 ns。当氙灯电注入能量为26 J时,输出的信号光出现双脉冲。实验上比较了Nd∶YAG激光器不同的谐振腔结构和参量对信号光脉冲的影响,并从理论上加以解释。     

调Q激光器速率方程的普适表达式

本文证明了主动调 Q激光器的速率方程及其解可以作为被动调 Q激光器速率方程及其解的特例 ,并通过归一化相关参量得到了同时适合于主动和被动调 Q激光器速率方程的普适表达式     

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,...     

波长可调谐准相位匹配光学参量振荡器

利用掺氧化镁周期性极化铌酸锂晶体,对信号光单谐振的准相位匹配光学参量振荡器 的温度调谐特性和输出功率特性进行了理论与实验研究。以LD泵浦的声光调Q准连续Nd∶YAG激光器作为泵浦源,获得了1561～1672nm的可调谐输出,信号光在1064nm泵浦光平均功率为1. 728W时,最大信号光输出为297mW。     

光参量振荡器泵浦源的理论研究与优化设计

研究了作为光参量振荡器的泵浦源1064nm声光Q Nd:YAG激光器.从Nd:YAG激光特性出发,介绍了LD端面抽运Nd:YAG调Q固体激光器的特性,对谐振腔结构进行了等效、分析和数值计算,给出了稳腔条件和腔中振荡光斑随腔长的变化曲线.对调Q脉冲形成过程的速率方程进行了数值计算,得到脉冲形状,分析了泵浦光脉冲形状和脉宽对参量振荡信号光的影响.所得结果对产生高质量、宽调谐、高转换效率的光参量振荡器具有一定的指导意义.     

键合Nd∶YAG/Cr4+∶YAG被动调Q微片激光器的优化设计

为了提高LD抽运脉冲微片激光器的输出性能和系统的集成度,采用龙格-库塔法对包含自发辐射与抽运速率的被动调Q速率方程进行了数值求解,结合被动调Q激光器输出参量的表达式对LD端面抽运的键合Nd∶YAG/Cr4+∶YAG微片激光器输出参量进行了数值仿真。结果表明,利用长度1mm/1.5mm的键合Nd∶YAG/Cr4+∶YAG晶体作为增益介质,当Cr4+∶YAG的初始透过率为75%、输出镜的透过率为30%、抽运光和腔内基模光半径均为100μm时,能够在抽运功率为4.5W的条件下实现平均功率0.7W、脉冲宽度174ps、重复频率16.1kHz的理论激光输出。该研究对被动调Q微片激光器的参量优化和应用具有理论指导意义。     

2.09μm纳秒钬激光抽运的磷锗锌光参量振荡器

高脉冲能量中红外激光在远程大气探测和目标识别中有着重要的应用,为了获得高脉冲能量的中红外激光输出,选用自主生长的ZnGeP2(ZGP)晶体作为中红外参量非线性晶体,晶体采用Ⅰ型相位匹配,切割角度为55°,利用自行研制的2.09μm La3Ga5SiO14(LGS)电光调QCr,Tm,Ho…YAG激光器作为ZGP光参量振荡器(OPO)的抽运源。光参量振荡器采用对抽运光具有反射的双程抽运结构以提高转换效率,采用脉宽约35ns的2.09μm调Q钬激光直接抽运ZGP-OPO,在单谐振振荡结构下获得了脉冲能量为5.9mJ的4.8μm中红外激光输出,光-光转换效率为13.1%,斜率效率为17%;在双谐振振荡结构下获得了脉冲能量为9mJ的3.7μm和4.8μm中红外激光输出,光-光转换效率为23.9%,斜率效率为26.7%。     

1064nm泵浦温度调谐PPLN光学参量振荡器

对脉冲泵浦的温度可调准相位匹配(QPM)光学参量振荡器(OPO)进行了研究.LD泵浦的声光调Q Nd:YAG激光器输出的1064nm脉冲激光做泵浦源,极化周期为30.7μm的单周期PPLN做光学参量振荡器的参量晶体,通过控制参量晶体的温度可以得到信号光的波长调谐输出.在LD电流17A得到信号光的平均功率最大为230mW,转化效率达13%.     

珠宝雕刻用LD泵浦被动Q开关YAG激光器研究

报道了利用连续激光二极管端面泵浦被动Q开关固体Nd:YAG激光器,研究设计了实用光学耦合系统,采用初始信号透过率为80%的Cr4+:YAG晶体实现被动调Q,采用平凹直线腔结构,高重复率调Q激光器中获得了稳定的1064nm窄脉冲激光输出.当泵浦功率为5W,重复率为5kHz时,获得的输出单脉冲能量平均为118μJ,脉冲宽度5 ns,光-光转换效率为15.7%.此性能激光器可用于珠宝雕刻等领域.     

脉冲抽运被动调Q激光器脉冲间隔特性研究

采用数值模拟和实验相结合的方法对脉冲激光二极管(LD)抽运Nd:YAG被动调Q激光器输出脉冲间隔特性进行分析。从被动调Q速率方程出发,结合脉冲LD抽运的特点,考虑剩余反转粒子数密度的影响,推导出输出调Q脉冲间隔时间的计算公式。重点分析了抽运脉宽、输出镜反射率、抽运功率和Cr4+:YAG初始透射率对输出脉冲间隔时间的影响。结果表明,数值模拟与实验结果基本吻合。     

880nm共振抽运连续波内腔单谐振光学参量振荡器及其逆转换

报道了880nm激光二极管(LD)共振抽运的连续波(CW)Nd:YVO4-PPLN内腔单谐振光学参量振荡器(ICSRO)。在21.9W抽运功率下,获得了1.54W的3.66μm CW中红外闲频光输出,光-光转换效率为7.0%;与808nm传统抽运相比,共振抽运ICSRO在振荡阈值、输出功率、转换效率和功率稳定性等方面都显示出明显优势。针对高抽运功率下逆转换过程影响单谐振光学参量振荡器(SRO)转换效率的问题,研究了振荡信号光的耦合输出透射率对SRO阈值和下转换效率的影响。通过提高振荡光输出镜透射率优化SRO阈值,可在高抽运功率下保持下转换效率的同时获得高效的信号光输出;21.4W抽运功率下同时获得1.54W闲频光和5.03W信号光输出,总提取效率为30.2%。     

Cr4+:YAG小信号透射率对被动调Q激光脉冲的影响

根据被动调 Q 速率方程,研究了Cr4 :YAG 小信号透射率与腔内透镜反射率对输出激光的峰值功率、脉冲宽度和重复频率的影响.结合实验,给出了在被动调 Q 激光器设计中,一定抽运功率下,如何选择不同小信号透射率的可饱和吸收体与腔镜反射率,来满足输出激光脉冲在峰值功率、脉冲宽度和重复频率三方面的要求.     

基于PPMgLN晶体低阈值宽调谐红外光参量振荡研究

对基于多周期极化掺镁铌酸锂晶体(PPMgLN) 的信号光单谐振准相位匹配光学参量振荡器(QPM-OPO)进行了实验研究.以输出波长为1.064靘的声光调Q Nd:YAG固体激光器作为基频泵浦源对周期为29～31.5靘的多周期掺镁(5mol%)铌酸锂极化光栅进行了光学参量振荡温度、周期调谐实验,光参量振荡阈值功率仅为45mW(重复频率1kHz).通过温度调谐(20～180℃)与周期调谐(29.0～31.0靘)相结合,实现了调谐范围为1445～1685nm的信号光稳定输出.