2294nm端面抽运ZnWO_4拉曼激光器

报道了一种采用ZnWO_4单晶作为拉曼晶体的2294nm拉曼激光器。使用激光二极管端面抽运Tm:YLF晶体产生1899nm的基频光,采用内腔抽运ZnWO_4晶体,得到了2294nm的一阶斯托克斯激光输出,最大功率为173mW,最短脉宽为2.280ns,最高峰值功率为25.292kW,从实验上证实了ZnWO_4作为红外拉曼晶体的可行性。     

880nm同带泵浦的高效率Nd:YVO4自拉曼激光器

利用880 nm半导体激光器同带泵浦声光调Q Nd:YVO4自拉曼激光器,以减轻热效应对泵浦功率的限制和对拉曼增益的影响,获得高效的1 176 nm一阶斯托克斯光输出。使用两块长度10 mm的Nd:YVO4晶体作为增益介质,脉冲重复频率190 kHz时,在26.8 W入射泵浦功率下获得6.11 W的平均输出功率,光光转换效率22.8%。实验研究了拉曼增益介质长度对输出功率和转换效率的影响,并对自拉曼激光器输出功率曲线中出现凹陷的原因进行分析,认为凹陷并非源自谐振腔稳定性,而是由于增益较弱的斯托克斯光对于谐振腔失调的敏感性所致。对照试验结果显示,与808 nm传统泵浦方式相比,880 nm同带泵浦下自拉曼激光器的输出功率和转换效率得到明显提高。     

Nd~(3+):YAG/KTiOAsO_4可调谐拉曼激光器

将KTiOAsO_4(KTA)Stokes参量振荡器置于LD侧面泵浦的1064 nm调Q Nd~(3+):YAG谐振腔内,通过KTA晶体的非共线受激电磁耦子散射获得在1078.20～1088.20 nm范围内不连续调谐的Stokes激光。该Stokes激光又作为共线拉曼激光器的泵浦源在同一块KTA晶体中实现了受激拉曼散射,通过设计Stokes谐振腔的输出镜透过率,选择对一阶拉曼光进行输出,其在1106.08～1116.62 nm范围内不连续调谐。当LD泵浦功率为94.20 W,重复频率为5 kHz时,在1116.34 nm处得到了最大功率为1.62 W的拉曼激光输出。     

端面抽运Nd:YAP/YVO4被动调Q 1.2 μm拉曼激光

报道了半导体激光端面抽运Nd:YAP晶体产生的1080 nm基频光驱动纯YVO₄晶体的被动调Q拉曼激光特性。利用初始透过率85%的Cr⁴⁺:YAG/YAG复合晶体作为可饱和吸收体,以a切YVO₄晶体的890 cm^-1拉曼频移为研究对象,研究了一阶斯托克斯光的输出功率和脉冲特性。在抽运功率为9.87 W时,获得了平均输出功率0.76 W的1195 nm一阶斯托克斯光,转化效率为7.7%。脉冲重复频率从阈值附近约3.7 kHz持续增加至33.5 kHz。最高抽运功率下,脉冲宽度为1.5 ns,对应最大单脉冲能量为22.8 μJ,最高峰值功率为15.2 kW。     

主动调Q内腔式Nd…YAG/m-LaVO_4拉曼激光器

实验研究了具有单斜独居石结构的钒酸镧(m-LaVO_4)晶体的室温拉曼光谱,报道了基于m-LaVO_4晶体作为拉曼增益介质的主动调Q内腔式脉冲拉曼激光器。受激拉曼变频实验以波长为808nm的光纤耦合半导体激光器(LD)作为抽运激发光源,Nd…YAG晶体为产生基频激光的增益介质,融石英声光调Q器为主动调Q元件,采用紧凑的法布里-珀罗两镜平凹谐振腔可有效地产生波长为1170.9nm的一阶斯托克斯脉冲激光。当注入抽运功率为6.51W,脉冲重复频率为30kHz时,实验产生的一阶斯托克斯脉冲激光的最高平均功率为767mW,相应的脉冲宽度为13.8ns,单脉冲能量为25.6μJ,峰值功率为1.85kW。     

自拉曼三阶斯托克斯调Q锁模激光特性研究

报道了一种结构简单紧凑的输出波长为1487 nm的三阶斯托克斯调Q锁模(Simultaneously Q-switched and mode-locked (QML))自拉曼固体激光器。采用光纤耦合输出的大功率半导体激光器单端泵浦掺Nd原子浓度为0.3 at.%的Nd∶YVO4复合晶体,在重复频率(pulse repetition rate (PRF))为25 kHz,泵浦功率为24 W时,输出的波长为1487 nm,获得的最大平均输出功率为588 mW,锁模脉宽为21.09 ps,单脉冲能量为8.23 μJ,峰值功率达到390 kW。     

基于Cr:YAG的调Q锁模Nd:GdVO4自受激拉曼激光器

以Cr:YAG作为饱和吸收体,利用a向切割的Nd:GdVO₄晶体的自受激拉曼散射效应,实现了 结构紧凑的1173nm拉曼激光器的调Q锁模输出。Nd:GdVO₄晶体长度为10mm,Nd 3＋离子掺杂浓度为0.2%;Gr:YAG晶体的初始透过率为70%。激光器为LD端面泵浦,折叠腔结构,并且采 用了透过率为10%的输出镜。泵浦功率5W时激 光开始振荡输出。锁模脉冲重复频率高达900MHz;在最高泵浦功率时,1173nm 激光平均输出功率为180mW,调Q包络宽 度为11ns。同时,利用10mm长的Ⅰ类匹配 LBO作倍频晶体,成功实现了锁模黄光的输出,输出平均功率为10mW 。并对586.5nm脉冲黄光的光谱进行了测量。激光器设计合理,热效 应对激光器的影响被有效抑制。     

级联Nd:GdVO4自拉曼1 309 nm激光性能研究

报道了基于半导体激光端面抽运的a切Nd:GdVO4晶体级联自拉曼激光的输出特性。利用Nd:GdVO4晶体的优异激光特性和较强的拉曼增益,结合使用针对级联拉曼设计的宽带高反腔镜,在声光Q开光调制下,成功实现了基于882 cm-1频移的1 309 nm波长二阶斯托克斯激光输出。在10 W入射抽运功率和50 kHz重复频率下,获得了平均输出功率1.48 W,脉冲宽度5.3 ns的1 309 nm激光输出,对应的二阶斯托克斯激光阈值和光光转换效率分别为5.9 W和14.8%。结果表明:以Nd:GdVO4作为自拉曼晶体,通过级联拉曼可实现高效二阶斯托克斯激光输出,对丰富固体激光波长具有重要价值。     

高纯度高转换效率一阶斯托克斯激光谐振腔研究

正在斯托克斯位移过程中,当有一阶斯托克斯光子产生后,若入射光子的密度足够高,即可产生二阶甚至高阶斯托克斯光子。若入射光子密度相对较低,不能产生二阶斯托克斯过程,则一阶斯托克斯过程的转换效率也很低。因此,很难实现高效并且纯净的一阶斯托克斯光输出。给出了一种采用偏振耦合输入的拉曼激光谐振腔的实验研究结果。该腔在有效抑制二级斯托克斯光产生的同时,实现了高效的一阶斯托克斯激光输出。采用的斯托克斯谐振腔的泵浦激光源波长532 nm,脉宽10 nm,脉冲重复频率30 kHz、该532 nm激光是由波长为1064 nm的二极管泵浦Q开关激光通过LBO晶体倍频得到。在通过b-cut的KGW(KGD(WO_4)2)晶体后,得到的一阶斯托克斯激光波长为559 nm,二阶斯托克斯激光波长为589 nm。为实现上述高纯度高转换效率的559 nm激光输出,一种逻辑上较为简单的方法是采用HR532 nmAR589 nm,且对559 nm有较高反射率的输出腔镜。但由于三个波长间距较小,要实现这样的腔镜镀膜比较困难,且价格不菲。采用泵浦光偏振耦合输入斯托克斯激光腔的方法,即将线偏振的532 nm激光通过α-BBO晶体走离进入斯托克斯腔内的振荡激光光路、腔内加入一片对532nm和589 nm光为半波片,对559 nm光为全波片的特殊波片、从而实现只有559 nm的一阶斯托克斯光可以在谐振腔内多次振荡,而532 nm的泵浦光和589 nm的二级斯托克斯光则在小于等于一次腔内往返光程时即通过α-BBO晶体走离而离开该谐振腔,造成远大于其腔内增益的损耗。基于以上偏振耦合输入斯托克斯谐振腔设计,实现了6.2 W的纯净559 nn激光输出、入射激光至一阶斯托克斯输出激光的能量转换效率达39%、在输出激光中,泵浦光能量与一阶斯托克斯激光能量之比小于0、7%,二阶及高阶斯托克斯激光与一阶斯托克斯激光能量之比小于0.1%、     

LD光纤耦合端面泵浦Nd：YVO4／Cr^4＋：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Cr^4 :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。     

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。     

端面抽运Nd:YAG/Cr^(4+):YAG/KTA被动调Q级联拉曼激光器EI北大核心CSCD

报道了基于KTA晶体671 cm^(−1)和234 cm^(−1)频移的LD端面抽运被动调Q级联拉曼激光器。采用Nd:YAG/Cr^(4+):YAG复合晶体产生被动调Q的脉冲基频激光来驱动KTA晶体,研究了不同入射抽运功率下级联拉曼激光的输出功率、光谱和脉冲特性。随着抽运功率的增加,输出激光波长从以671 cm^(−1)和234 cm^(−1)频移级联拉曼的1178 nm单波长过渡到与1212 nm同时输出的双波长。在10.05 W的入射抽运功率下,获得了280 mW平均输出功率,6.2%转化效率的双波长激光。对应的脉冲宽度和重复频率分别为1.2 ns和10.3 kHz,单脉冲能量和峰值功率分别为27.2μJ和22.7 kW。结果表明:基于KTA两个相当增益强度的频移,结合腔镜镀膜控制可以获得丰富的斯托克斯激光波长。     

808 nm和879 nm端泵自拉曼Nd∶GdVO4 激光器的输出特性研究

为了研究激光二极管端面泵浦a轴切割Nd∶GdVO4自拉曼激光器的热透镜效应对输出特性造成的影响。在808 nm和879 nm两种不同波长端面泵浦条件下,采用横向剪切干涉法测量了连续光自拉曼Nd∶GdVO4激光器的热透镜效应,分别取得两波长所对应的热透镜数值,并将一阶斯托克斯散射光的热透镜效应通过CCD相机成像观测。实验结果表明,879 nm泵浦比808 nm泵浦时激光晶体的热效应有明显减少。为验证以上结果的准确性,实验研究了两种不同泵浦光作用下拉曼光与基频光的输出,获得了最高输出功率为1.4 W和1.6 W的拉曼光,发现当泵浦功率超过20 W,808 nm泵浦输出的拉曼光出现较大衰减。同时,输出808 nm 和879 nm两种光波作用下的基频光,对应斜效率分别为27.5%和38%。并发现小功率抽运时,两波长对应输出区别不明显,只有在大功率抽运状态下879 nm优势才能显现。实验和理论分析说明879 nm抽运更有利于提升Nd∶GdVO4激光器的量子效率。     

主动调Q内腔式Nd:YAG/GdVO4拉曼激光器

研究了激光二极管(LD)端面抽运的主动调Q内腔式Nd∶YAG/GdVO4拉曼激光器的激光特性,测量了不同抽运功率和脉冲重复频率条件下的平均输出功率和脉冲宽度.当注入的抽运功率为[7.44 W,脉冲重复频率为20 kHz时获得的1174.5 nm拉曼光的最大平均输出功率为1.3 W,对应的光-光转换效率为17.4%;当注入抽运功率为6.8 W,脉冲重复频率为[15 kHz时获得的1174.5 nm拉曼光的最大单脉冲能量为74.4 μJ.与Nd∶GdVO4自拉曼激光器进行实验比较和分析,实验结果表明主动调Q内腔式Nd∶YAG/GdVO4拉曼激光器可以获得比Nd∶GdVO4自拉曼激光器更高的平均输出功率和转换效率.     

准连续TEM00模被动调Q Nd:YAG激光器的研究

采用峰值功率为500 W准连续激光二极管(LD)阵列侧面泵浦Nd:YAG晶体,Cr4+:YAG可饱和吸收体作为被动调Q元件,在重复频率为40 Hz时实现了单脉冲能量为8.24 mJ、脉冲宽度约7 ns的1 064 nm TEM00模调Q激光脉冲输出,脉冲峰值功率达到1.2 MW,从而为主振荡功率放大(MOPA)系统提供高峰值功率、高光束质量的种子源。对泵浦功率和泵浦脉冲宽度对输出脉冲特性的影响进行了实验研究。     

复合腔和频554.8 nm黄-绿光激光器

介绍了一种光纤耦合激光二极管阵列(LDA)同时泵浦Nd:YAG和Nd:YVO4晶体输出554.8nm连续波的全固态黄-绿光激光器。黄-绿激光是由Nd:YAG晶体的946nm激光和Nd:YVO4晶体的1342nm激光非线性和频产生,两条谱线在各自晶体的对应能级跃迁分别为4F3/2-4I9/2和4F3/2-4I13/2。实验中采用复合腔结构,利用KTP晶体II类临界相位匹配进行腔内和频,当注入到Nd:YAG和Nd:YVO4晶体的泵浦功率分别为30W和20W时,获得了1.13W的连续波554.8nm黄-绿激光输出,光束质量因子M2<1.22,这是目前为止该波长已见报道的最高功率输出值。实验结果表明:采用Nd∶YAG和Nd∶YVO4两种激光晶体进行腔内和频是获得黄-绿激光的高效方法,并可以应用到其他两种激光晶体进行腔内非线性和频,获得更多不同波长的激光输出。     

基于YAG/Nd:YAG/Cr4+:YAG键合晶体的被动调Q亚纳秒激光器

全固态被动调Q激光器有光束质量好、脉冲宽度窄、结构紧凑等特点，在雷达探测、工业制造等领域具有广泛应用前景。对YAG/Nd:YAG/Cr⁴⁺:YAG键合晶体被动调Q激光器的输出特性进行了理论和实验研究，在泵浦光中心波长为808 nm、光斑直径为230μm、泵浦功率为6.72 W的泵浦条件下，获得了平均功率1.41 W、脉宽736 ps，重复频率8.46 kHz的调Q激光输出。进一步研究表明，随着泵浦光焦点远离Nd:YAG端面，激光光斑的对称性下降；且泵浦光焦点离Nd:YAG端面的距离沿晶体轴向增大时，激光阈值呈上升趋势。     

Nd:GYSGG/YVO4双波长人眼安全波段内腔拉曼激光器

以Nd:GYSGG晶体为激光增益介质,a切割YVO4晶体为拉曼增益介质,利用Nd:GYSGG晶体的双波长激光运转特性实现声光调Q 1.5 m人眼安全波段双波长内腔拉曼激光器。为克服Nd:GYSGG晶体严重的热透镜效应对激光器功率的限制,实验确定其同带泵浦吸收峰位置及吸收系数,采用同带泵浦方式减轻热效应。吸收882.9 nm泵浦光功率17.1 W时,在20 kHz的脉冲重复频率下获得1.44 W的1.5 m双波长输出,转换效率8.4%,光束质量因子M2=2.4;棱镜分光测得其中1 497 nm和1 516 nm功率分别为0.55 W和0.89 W,二者脉冲宽度相近,均为15.3 ns左右。与808 nm传统泵浦相比,同带泵浦方式下激光器的输出功率及光束质量均得到明显提升。     

LD纵向泵浦腔内倍频低噪声蓝光激光器的研究

在LD泵浦Nd:YAG腔内倍频全固体蓝光激光器中采用两个倍频晶体和偏振片技术，通过谐振腔的模式竞争和偏振片的选择性损耗成功地抑制激光器中模式之间的耦合和同一频率中s、p偏振分量之间的耦合，使激光器实现稳定的低噪声功率输出。LD纵向泵浦Nd:YAG/LBO/BP腔内倍频激光器产生波长为473nm稳定的低噪声蓝光激光输出，最大输出功率达到为2.14mW。信噪比为18.79dB。实验结果与理论相符合。     

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。