一种新颖的宽带可调谐掺钛蓝宝石激光器

本文报导一种能充分利用掺钛蓝宝石本身的色散能力，作为调谐及压缩线宽的掺钛蓝宝石激光器，谐振腔采用梯形棱镜掺钛蓝宝石晶体和两块ＺＦ６的色散棱镜压缩线宽并构成调谐系统，用三块输出镜，实现了２６５．３ｎｍ的调谐范围；泵浦光能为８５ｍＪ／ｐｕｌｓｅ时，在７６２．６ｎｍ处得到１１．８ｍＪ／ｐｕｌｓｅ的最大光能输出，光一光转换效率达１３．９％。     

掺铥双包层光纤激光器研究

掺铥光纤激光器所发射的2mm波段激光处于水分子吸收峰且对人眼安全,并且被认为是3～5mm光参量振荡的有效抽运源,因此具有巨大应用前景。围绕进口和国产掺铥双包层光纤展开了一系列研究,实现了光纤激光器的连续运转、脉冲运转、可调谐输出等。对进口光纤的光谱特性进行了较全面的研究,获得最大连续输出功率6W、斜率效率50%;采用国产掺铥双包层光纤,获得最大连续输出功率5.1 W、斜率效率41.9%;采用后向Littrow结构、以闪耀光栅作为选频元件,获得了2mm附近最大范围可达105nm的可调谐激光输出,且各调谐激光线宽均在2.2nm左右。采用声光调制器(AOM)作为Q开关,在调制频率为1kHz时,获得最高峰值功率4.2kW、最大脉冲能量840mJ、脉宽200ns的脉冲输出;在3kHz时获得了最短180ns的脉冲输出。对双端抽运方式也进行了研究。分析了腔镜透射率和激光介质长度对激光输出功率的影响,讨论了激光光谱的红移现象。     

基于反射式MoS_2可饱和吸收体调Q锁模Tm:LuAG激光器

采用反射式MoS_2可饱和吸收体在Tm:Lu_3Al_5O_(12)激光器中实现了被动调Q锁模(QML)运转。以可调谐掺钛蓝宝石激光器为抽运源,结合低阈值腔设计,选用透射率为3%的输出镜获得525 mW的出光阈值。当吸收抽运功率达到1743 mW时,激光器处于稳定的被动调Q锁模运行状态。当最大抽运功率达到3.1 W时,激光器被动调Q锁模输出功率为306 mW,斜效率为14.3%,中心波长为2023 nm,对应的锁模脉冲序列的重复频率为106.4 MHz,最大的单脉冲能量为2.88 nJ,调制深度接近100%。结果表明,反射式MoS_2可饱和吸收体在2 μm波段激光锁模中具有良好的应用前景。     

全固化自锁模飞秒Ti∶Sapphire激光器实验研究

报道了全固化自锁模飞秒掺钛蓝宝石激光系统的实验结果.利用808 nm LD抽运Nd∶YVO4/LBO腔内激光倍频系统,在四镜线性折叠腔结构下,抽运功率为18 W时得到了3.2 W的基模绿光输出,光-光转换效率为18.8%;以该固体激光系统为抽运源,在线性Z型腔结构基础上,通过较小的腔内凹面聚焦镜折叠角来消除像散,并利用3 mm的高浓度掺杂钛宝石和熔融石英棱镜对作为色散补偿,直接得到了功率400 mW、中心波长830 nm的钛宝石连续激光输出.当系统处于自锁模状态时,则获得了脉冲宽度30 fs、重复率108.4 MHz、平均功率320 mW的飞秒激光脉冲,其光-光转换效率为10%.这一全固化系统稳定性很好,噪声明显低于用Ar+激光器抽运的情况.(PB7)     

功率4.1 W，脉宽48 fs，重复频率74 MHz的掺钛蓝宝石飞秒激光振荡器

基于克尔透镜锁模机制，实现了掺钛蓝宝石飞秒激光振荡器的高平均功率和短脉宽输出。使用功率为16 W、波长为532 nm的连续光进行泵浦，使用高折射率的棱镜对进行色散补偿，同时使用狭缝辅助锁模，实验获得了平均输出功率为4.1 W、脉冲宽度为48 fs、重复频率为74.15 MHz的飞秒脉冲。相比当前同类型激光器参数（20 W泵浦光下输出功率为4 W，脉宽为130 fs，重复频率为76 MHz的飞秒激光），功率提升了2.5%，光-光转换效率提高了28%，脉宽缩短了63%，峰值功率提升了2.8倍。     

掺铥光纤激光器抽运的可调谐窄线宽Cr…ZnSe激光器

搭建了由国产1908nm掺铥光纤激光器抽运的中红外可调谐窄线宽Cr…ZnSe激光器。该激光器为X型腔结构,在抽运功率6.8 W时连续光最大输出功率为1.6 W,对应的斜效率为26.7%,中心波长为2420nm。采用Littrow结构实现了2284~2716nm的连续可调谐,调谐范围为432nm,半峰全宽(FWHM)为0.13nm;抽运功率5 W时采用输出比22%的耦合输出镜在2350~2510nm范围内获得了大于500mW的输出。采用Littman结构实现了2305~2658nm的连续可调谐,调谐范围为353nm,FWHM小于0.05nm;抽运功率5 W时可在2350~2520nm范围内实现300mW以上激光功率输出。     

瓦级100nm可调谐中红外Er∶ZBLAN光纤激光器

报道了输出功率为瓦级,调谐范围超过100 nm的中红外2.8 mm波段光纤激光器。采用中心波长为975 nm半导体激光器抽运高掺铒氟化物(Er:ZBLAN)双包层光纤,以闪耀光栅为调谐元件,室温下实现了功率大于1 W、宽范围可调谐的2.8 mm波段光纤激光输出,最大调谐范围达122 nm。激光器在波长2.831 mm处输出功率为1.02 W,斜率效率为21.6%。     

高功率窄线宽全光纤结构掺铥连续光纤激光器

报道了高功率、窄线宽、全光纤结构的2μm波段掺铥连续光纤激光器。该掺铥连续光纤激光器采用了主振荡功率放大(MOPA)结构设计,通过采用790nm的多模半导体激光器抽运双包层单模掺铥光纤,获得了稳定的中心波长为1963nm的窄线宽、连续激光输出,最大输出功率为20mW。利用该低功率连续激光作为种子源经过两级掺铥光纤放大器后,平均输出功率达到了22W,相应的斜率效率为44%,激光中心波长为1963nm,3dB光谱线宽仅为0.24nm。     

基于半开放腔的可调谐多波长随机光纤激光器研究

提出了一种具有可调谐特性的半开放腔多波长随机光纤激光器,利用单模光纤和环形结构组成半开放腔结构,通过改变布里渊抽运激光波长实现输出随机激光的可调谐特性。结果表明,当布里渊抽运波长为1550.01 nm时,该激光器最多可以实现4个波长的随机激光输出,且可以通过控制掺铒光纤放大器的输出功率来精确控制输出随机激光波长数目,其一阶至四阶斯托克斯光的阈值功率分别为12、31.6、73、610 m W。其中,一阶斯托克斯光的斜率效率可达12.5%。固定掺铒光纤放大器的输出功率为631 m W时,随着随机分布反馈光纤长度的增加,随机激光输出功率成指数下降。该激光器的输出波长可在1528~1580 nm的波长范围内调谐。此外,半开放腔的结构设计有效地消除了输出光谱中奇数和偶数阶斯托克斯光的峰值功率差异。     

宽带可调谐掺Yb3 光纤环形腔激光器

讨论了利用腔内偏振控制器(PC)在掺Yb^3 光纤激光器中实现连续可调谐激光输出的机理,采用976nm半导体激光器(LD)作为抽运源,高掺杂浓度掺Yb^3 光纤作为增益介质,调整腔内PC,得到连续调谐宽度达20nm(1030～1050nm)、线宽小于0．2nm的输出光脉冲,激光阈值为40mw。在输入功率为110mw、输出耦合比为90：10时,最大输出功率为6．5mw,斜率效率为10％。与其他结构光纤激光器相比,这种全光纤结构具有更高的效率和更好的稳定性,且在整个调谐宽度范围内,激光输出功率具有很好的平坦度。     

纳秒级窄线宽脉冲钛宝石激光注入BBO晶体光参量放大器

实验上采用纳秒级窄线宽脉冲钛宝石激光注入BBO光参量放大器 (BBO OPA) ,实现了一台纳秒级Nd∶YAG激光器作钛宝石激光器和BBO光参量激光器抽运源的高效率系统。获得了钛宝石激光作为信号光注入BBO OPA时其输出能量为无信号光注入时的 6倍 ,并实现了 5 70～ 6 70nm的连续可调谐窄线宽 (<0 1nm)参量激光输出     

纵向抽运Tm，Ho：YLF微片激光器激光特性的研究

从速率方程理论出发，得到了抽运功率阈值和激光输出功率的解析表达式。通过钛宝石激光器抽运Tm，Ho：YLF微片，获得90mW的2μm波长激光连续输出。得到了抽运功率和输出功率之间的关系以及抽运光与振荡光之间的转换效率关系。同时也给出了温度对激光输出效率的影响。     

钛宝石激光泵浦的掺Yb光纤激光器

报道了国产掺Yb石英光纤激光器的成功运转。用波长为915nm的钛宝石激光泵浦3．5m长的光纤时,激光中心波长为1．03μm,激光阈值可低至5mW,斜效率可达68％。用860nmn泵浦能得到相似的结果。另外,当光纤短于0．5m时能得到974nm激光振荡。     

高效全固化钛宝石腔内倍频蓝光和四倍频紫外激光器的研究

用半导体抽运的Q开关YLF倍频激光器抽运钛宝石晶体，在平凹腔内加入组合的石英双折射滤光片压缩线宽，用LBO晶体腔内激发二次谐波，聚焦到BBO上产生四次谐波深紫外光。在抽运功率3．8w时，输出610mW．416nm蓝光。用长焦距的透镜聚焦二次谐波．得到64mW，208nm的紫外激光。基频光的谱线宽度是决定倍频效率的关键因素。实验观察到激光器的频谱宽度与双折射滤光片的带宽有一个数量级的差别，考虑到模式竞争和增益饱和效应，数值模拟了加入双折射滤光片后的钛宝石激光器的实际线宽，结果与实验中测量的数据基本一致。实验还分析了基频光的线宽对二次谐波效率的影响、二次谐波的线宽对四次谐波效率的影响、基频光的波长对四次谐波激发效率的影响。     

掺镱硼酸盐和磷酸盐激光玻璃的研究

制备了掺Yb∶硼酸盐和Yb∶磷酸盐玻璃 ,并研究了它们的玻璃物理性质和光谱性质。掺Yb∶磷酸盐玻璃的热机械性质优于掺Yb∶硼酸盐玻璃。掺Yb∶硼酸盐玻璃的受激发射截面和荧光寿命分别为 0 5 3× 10 -2 0 cm2 和 0 85ms。掺Yb∶磷酸盐玻璃的受激发射截面和荧光寿命分别为 0 4 5× 10 -2 0 cm2 和 1 8ms。作为激光材料 ,掺Yb∶磷酸盐玻璃的综合性能优于掺Yb∶硼酸盐玻璃。用钛宝石激光器抽运Yb∶硼酸盐玻璃实现 8mW准连续激光输出。用波长为 976nm ,6W的LD抽运Yb∶磷酸盐玻璃获得了 6 2mW的连续激光输出 ,其斜率效率为 4 4 %。     

YAG激光器泵浦钛宝石激光器和光学参量振荡器

采用一台调Q脉冲式Nd：YAG激光器同时泵浦Ti：蓝宝石激光器和光学参量振荡器（OPO），在重复频率30Hz下获得了Ti：蓝宝石可调谐激光波长为700～890nm，转换效率28．8％及440～2600nm的连续可调谐窄线宽的光参量激光输出，能量转换效率达23％。     

全固化环形单频Nd:YVO4可调谐激光器

分析了Nd:YVO4激光晶体两平-平通光面自身的标准具效应对单频激光器调谐特性的影响.采用一通光面切成1°劈形的Nd:YVO4晶体来消除自身的标准具效应,通过调节插入谐振腔内的标准具,使半导体激光器(LD)抽运Nd:YVO4单频激光器的最大可调谐范围达到约100 GHz.     

高功率全固态准连续钛宝石激光器的实验研究

以激光二极管阵列(LDA)抽运Nd：YAG内腔倍频激光器作为抽运源,实现了全固态准连续钛宝石激光器的高功率、高效率运转。实验中,选择750～850nm宽带膜片组,钛宝石输出镜的透过率分别为T=5％、10％和15％。当532nm的抽运光为27W时,得到了6W输出功率及22．2％的转换效率。     

用全波片实现473 nm蓝光激光器的稳定运转

报道了一种利用Ⅰ类临界相位匹配倍频晶体LBO的偏振器作用与石英晶体全波片的组合构成双折射滤光片的结构，获得了激光二极管(LD)抽运Nd：YAG／LBO蓝光激光器的稳定运转，在注入抽运功率为1．2W的条件下获得了25mw稳定的单频473nm蓝光输出。     

879nm直接抽运提高Nd∶GdVO_4激光器性能

激光二极管(LD)大功率端面抽运固体激光器(DPSSL)中的热效应会影响到激光器的各个方面,使得激光输出效率下降,光束质量变坏、谐振腔的稳定性变差等。采用新波段879 nm取代808 nm,将粒子直接激励到激光发射上能级,降低无辐射弛豫过程产生的热量,有效地减少热的产生,降低激光二极管端面抽运Nd∶GdVO4晶体的热效应,获得更高性能的激光输出。在相同条件下通过879 nm激光二极管直接端面抽运及808 nm激光二极管间接端面抽运Nd∶GdVO4激光器的实验比较,结果表明,在较高抽运功率下采用879 nm抽运提高了Nd∶GdVO4激光器的激光输出性能。最后采用879 nm激光二极管端面抽运Nd∶GdVO4晶体棒直线腔方案,在16.3 W的吸收抽运功率下,获得最大连续输出功率9.8 W的TEM00模1063 nm激光输出,对吸收抽运光的光-光转换效率高达60.1%,斜率效率达68.4%。