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3mW。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 %。     

基于光子晶体光纤飞秒激光技术的高功率紫外激光源

实验研究了一种基于大模场面积光子晶体光纤飞秒激光技术的紫外飞秒激光源.分析了群速失配下的倍频光和基频光的走离长度,并实验比较了不同长度的BBO晶体的倍频功率和效率.分别采用5 mm和0.18 mm的两块BBO晶体,在Ⅰ类相位匹配条件下,对光子晶体光纤放大器输出的脉宽为110 fs,重复频率50 MHz的1040 nm飞秒激光进行腔外二倍频(SHG)和四倍频(FHG),获得了高功率紫外飞秒激光.在20 W的平均功率抽运下,获得了8.88 W的二倍频绿光输出,转换效率为44.4%.同时获得了656 mW的四倍频260 nm紫外激光,单脉冲能量13 nJ,最高功率时二次谐波(SH)到四次谐波(FH)的转换效率为7.39%.     

LD抽运的全固态三倍频紫外激光器

激光二极管(LD)抽运全固态激光器具有效率高、体积小、价格低、使用维护方便等优点,LD抽运固体激光通过频率变换产生紫外激光是目前的研究热点之一.目前已有用LD抽运Nd∶YAG激光器经四倍频在266 nm处输出20.5 W的报道,国际上广泛开展了全固态紫外激光的研究,研究主要集中在LD抽运Nd∶YAG调Q激光进行三倍频、四倍频,以及采用外腔谐振技术的连续Nd∶YAG激光的四倍频技术,对于连续输出的全固化三倍频激光(355 nm)还很少见报道. 实验中的激光介质为φ4 mm×10 mm的Nd∶YAG,两端镀1.064 μm及808 nm高增透膜,采用球面镜作为腔镜,二倍频晶体为II类位相匹配的KTP晶体,晶体尺寸为5 mm×5 mm×7 mm,三倍频晶体采用Ⅱ类位相匹配的LBO晶体,晶体尺寸为4 mm×4 mm×10 mm,R=100 mm平凹镜为全反射镜,R=30 mm的平凹镜为输出镜,对1.064 μm及532 nm高反射同时对紫外光355 nm高透过;三倍频晶体放在腔内的束腰处,腔长约120 mm,接近共焦腔.在半导体抽运Nd∶YAG全固态激光的基础上,采用内腔倍频技术,当半导体注入抽运功率为8 W时,产生约3 mW连续运转的355 nm紫外激光,当采用声光调Q运转时,产生的三倍频紫外激光输出平均功率超过50 mW.(OC2)     

LD抽运的Nd:YAG单频倍频激光器

在20mm激光腔内,Nd:YAG一端切成布氏角,与倍频晶体KTP组合构成双折射滤波片选择单纵模.用国产激光二极管(LD)纵向抽运,在会聚抽运光功率为500mW时,获得4mW单频连续运转的532nm绿光输出,同时获得约50mW的单频连续1064nm红外输出.     

LD端泵Nd∶YAG/Cr∶YAG腔外变频产生高功率紫外

报道了对激光二极管端面泵浦的Nd∶YAG晶体, Cr∶YAG被动调Q产生的1. 064μm脉 冲激光器,用KTP晶体进行腔外和、倍频,分别用LBO、BBO晶体三倍频、四倍频产生355nm、266nm紫外激光。首次采用了一种新颖的腔型设计,用20W的激光二极管阵列(LDA) ,在泵浦功率为14. 5W的情况下,红外(1064nm)调Q输出平均功率为2. 2W,峰值功率高达12kW。用KTP腔外二倍频, 532nm绿光输出平均功率为1. 2W, LBO腔外三倍频、BBO腔外四倍频,355nm、266nm功率分别高达340mW、300mW。     

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％。     

全固态561nm倍频激光器研究

报道了利用激光二极管端面抽运Nd∶YAG晶体,通过LBO非线性晶体腔内倍频实现的561nm激光输出。LBO晶体尺寸为2mm×2mm×10mm,采用Ⅰ类相位匹配切割。抽运功率为5W时,561nm的最大输出功率为123mW,此时的光-光转换效率为2.46%。实验中发现激光器很容易同时出现556nm及558nm倍频光。从非线性转换效率对基频光振荡的影响角度出发,分析了1112nm与1116nm谱线起振的原因。作为对比,利用允许角范围小的KTP作为倍频晶体进行了同样的实验,KTP晶体的尺寸为2mm×2mm×8mm,采用Ⅱ类相位匹配切割。实验结果显示,在KTP晶体倍频情况下,激光器很容易实现561nm单谱线激光输出。实验结果与理论分析相一致。     

二极管抽运全固态Nd∶YVO4/PPLT红光激光器

报导使用周期极化的钽酸锂超晶格(PPLT)对Nd∶YVO4晶体1342 nm谱线进行倍频获得671 nm红光的研究结果.实验所用的样品长为20 mm,周期为14.8 μm.基波为高重复频率声光Q开关的脉冲激光,获得红光最大平均功率为410 mW,晶体内基波光功率为647 mW,光-光转换效率为63%.在输出为350 mW左右时红光的波动小于3.2%.此外,在同样实验条件下未加声光开关时通过对倍频红光(CW)输出功率的测量,我们得到晶体有效非线性系数为3.8 pm/V.实验结果表明,用周期结构的光学超晶格通过准位相匹配对Nd∶YVO4晶体1342 nm谱线进行倍频, 转换效率高,系统结构简单,输出功率稳定,是获得高校大功率LD抽运的全固态红光激光输出的一条有效途径.(OC12)     

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%     

全固态447 nm连续激光器

报道了一台采用激光二极管(LD)侧面抽运Nd∶YAP晶体的全固态腔内三倍频447 nm连续(CW)蓝光激光器.对几种常用的晶体进行分析对比后,选取Nd∶YAP晶体作为增益介质产生1341.4 nm基频光,腔内采用Ⅰ类临界相位匹配(CPM)LBO晶体进行倍频(SHG)产生670.7 nm波长激光,基频光与倍频红光再经Ⅱ类临界相位匹配的KTP晶体和频(SFM)获得447.1 nm蓝光输出.采用四镜折叠腔结构,通过谐振腔稳定性分析,优化选取了合适的谐振腔参数.实验对比了不同腔长的输出特性,最终在[534 W抽运功率下,获得了最高功率为114 mW的连续447.1 nm蓝光输出,光-光转换效率为0.02%,并分析了效率低的原因.     

周期极化钽酸锂倍频窄谱线全光纤连续激光放大器特性

通过准相位匹配技术,采用1μm波段高功率窄谱线连续光纤激光放大器抽运高二次谐波转换效率周期性极化晶体,是实现高光束质量、小型化、高功率连续绿光激光器的一个非常有前途的方向。实验自主研发了高效率主振荡功率放大(MOPA)全光纤保偏放大模块,获得中心波长为1064.25nm,线宽为0.035nm的30 W连续线偏振激光,并以此作为基频光抽运国产周期极化钽酸锂(PPSLT)晶体进行了外腔单通倍频实验。保持PPSLT晶体的控制温度为145.6℃,在抽运光功率为21.5W时得到了2.1W的绿光输出。实验分析了温度、基频光功率密度和Boyd-Kleinman聚焦因子对倍频光转换效率的影响。实验过程中没有出现饱和现象,进一步提高抽运功率有望获得更高功率的绿光。     

高掺镁铌酸锂晶体周期极化及倍频特性研究

研究了掺镁(5mol％)铌酸锂晶体的周期极化特性,发现晶体的极化矫顽场仅为3kV／mm,根据镁掺杂对晶体本征缺陷的影响解释了极化矫顽场降低的原因．采用短脉冲极化电场,对极化电流的热效应进行抑制从而消除了晶体均匀性对制备周期极化光栅的影响,在1mm厚的掺镁(5mol％)铌酸锂晶体上成功制备出了均匀的周期极化光栅．在室温下,利用1．064μm的Nd：YAG调Q激光器对得到的周期极化掺镁铌酸锂晶体进行了倍频实验,在输入功率为75mW时,得到3．5mW的532nm倍频绿光输出,转换效率为4．6％．     

周期性极化准位相匹配铌酸锂波导中二次谐波的产生

报道了基波波长为 130 0nm的准位相匹配铌酸锂质子交换波导倍频器的实验研制 ,在钛扩散周期性畴反转铌酸锂波导中观测到转换效率为 2 2 %的二次谐波的产生     

GeS2-Ga2S3-CdS硫系玻璃的电致二阶非线性光学效应

采用熔融-急冷法制备了在可见光区有较高透射率的GeS2-Ga2S3-CdS硫系玻璃,通过麦克尔(Maker)条纹法观察电场-温度场极化的片状样品中的二阶非线性光学效应,并讨论了该效应的机理。结果表明,在270℃极化30 min,当极化电压大于2 kV/mm时,观察到明显的二阶非线性光学效应,且二次谐波强度的大小随极化电压的增大而增大。二次谐波效应的产生是玻璃中的偶极子在电场作用下的取向调整,破坏了玻璃的宏观各向同性所致,二次谐波强度出现最大值的入射角与偶极子的取向调整程度有关。     

Broadband second-harmonic generation in a tapered PPLN waveguide

We demonstrate a period poled tapered lithium niobate waveguide and study second harmonic generation (SHG) in this device for the purpose of broadening the quasi-phase matching (QPM) acceptance bandwidth. The finite-difference beam-propagation method is used to simulate the guided modes and calculate the effective indices. The simulation results show that by tapering the width of the cross section linearly, the phase mismatch between a specific input wavelength and its SHG signal can be varied along the propagation length. Ideal SHG phase-matching conditions for a wide range of input wavelengths in communication band from 1 542.5 nm to 1 553.5 nm can be satisfied in different positions of the waveguide.     

A Micro Blue-violet Laser by Frequency Doubling of Semiconductor Laser

In this paper, a micro blue-violet laser by frequency doubling of a semiconductor laser with a new nonlinear organometallic complex cadmium mercury thiocyanate crystal (CMTC) is reported. At room temperature, the blue-violet laser output of 11.8 mW at 404 nm and the conversion4efficiency of the second harmonic generation (SHG) of 0. 60% were obtained with a 1. 98 W, 808 nm semiconductor laser and a 4 mm crystal.     

Nd:YAG/Cr:YAG键合晶体的355 nm激光器

报道了一台基于Nd:YAG/Cr:YAG键合晶体的全固态355 nm紫外(UV)激光器的设计及实验结果.采用平-平腔结构获得高峰值功率、小束腰的1064 nm基频光.在谐振腔外,未聚焦的1064 nm基频光经KTP晶体倍频产生532 nm波长激光,二者再经LBO晶体和频获得355 nm紫外激光输出.实验中发现尽管Nd:YAG与Cr:YAG都是各向同性晶体,但在特定情况下输出的1064 nm基频光具有近似线偏振的特性,此特性可以有效地增加二次谐波产生(SHG)时基频光的利用率,从而提高整台激光器的转换效率.而基频光的谱线宽度及发散角也影响二次谐波及三次谐波产生(THG)的转换效率,需使其尽量在晶体的允许带宽及允许角范围以内.综合这几点因素,对激光谐振腔进行了仔细设计.当激光二极管(LD)抽运功率为8 W,激光器运行稳定时,基频光峰值功率达28 kW,最终获得平均功率为124 mW的355 nm紫外激光.     

准连续双包层光纤激光在周期性极化铌酸锂晶体中倍频产生59mW绿光

将周期性极化晶体和双包层光纤激光相结合获得绿光激光输出,是实现高光束质量、全固化、小型化、高效率绿光激光器的一个非常有前途的方向.采用周期性极化铌酸锂晶体(PPLN)光栅周期6.5 μm,长20 mm,宽5mm,厚0.5 mm,对种子光注入式掺Yb双包层光纤激光器的准连续输出进行了倍频.研究了倍频光功率和转换效率随抽运光功率的变化关系,保持PPLN的控制温度为193.1℃,在抽运功率为650 mW时,得到6.7%的最高谐波转换效率,在抽运功率为970 mW时,得到了59 mW的最高绿光功率输出.     

Optimizing KTP and LiTaO3 channel waveguides forquasi-phase-matched second harmonic generation with high conversionefficiency

The conversion efficiency of quasi-phase-matched second harmonic generation (QPM-SHG) in waveguides can be enhanced significantly by optimizing the linear properties of the guiding structure. We describe here a method for fast and accurate computation of the modal properties of continuous, periodically poled, ferroelectric channel waveguides and a multiparameter optimization algorithm which we have used to maximize normalized internal SHG conversion efficiency. We present the phase-matching characteristics of these designs and discuss the possibility of high SHG conversion efficiency between lowest order transverse modes at the fundamental and second harmonic wavelengths near noncritically phase-matched regimes of operation