半导体薄膜实现Nd∶YVO4 1064nm和1342nm双波长激光被动调Q

采用射频磁控溅射和热退火处理技术制备SiNx/Si/SiNx多层薄膜,测试了纳米硅晶粒平均尺寸、光学带隙和薄膜对1064nm激光的非线性吸收系数。建立SiNx/Si/SiNx多层薄膜被动调Q的Nd∶YVO4双波长激光器速率方程,得到双波长调Q脉冲的数值模拟结果。在激光二极管(LD)端面抽运的三镜复合腔Nd∶YVO4激光器中,SiNx/Si/SiNx多层薄膜作为可饱和吸收体同时实现了双波长激光被动调Q,获得20ns的1064nm激光脉冲和19ns的1342nm激光脉冲输出。研究表明,薄膜对1064nm和对1342nm的双光子饱和吸收是双波长激光被动调Q的直接原因;激光器两个支腔输出损耗的差别和薄膜对两个波长的非线性吸收系数的相对值影响了双波长脉冲的宽度和时间间隔。     

石墨烯实现Nd:YVO_4激光器1064nm和1342nm双波长被动调Q

在激光二极管端面抽运的三腔复合镜Nd…YVO4双波长激光器中,通过合理配置两个支腔腔长和输出镜透射率,采用石墨烯分散液作为可饱和吸收体,实现1064nm和1342nm双波长激光被动调Q。当1064nm支腔透射率为20%时,获得脉宽为10.8ns的1064nm脉冲和脉宽为12.5ns的1342nm脉冲,1064nm脉冲在前,两脉冲峰值的时间间隔为16ns;当1064nm支腔透射率为25%时,获得脉宽为11.3ns的1064nm脉冲和脉宽为14.2ns的1342nm脉冲,1342nm脉冲在前,两脉冲峰值的时间间隔为19ns。根据双波长谱线竞争理论和石墨烯对1064nm和1342nm激光的可饱和吸收特性,对上述实验结果给予了合理的理论解释。     

纳米Si/SiNx超晶格实现Nd∶YVO4激光被动调Q

采用射频磁控反应溅射法和热退火处理制备了纳米Si/SiNx超晶格薄膜材料。把薄膜作为可饱和吸收体插入激光二极管泵浦的平凹腔Nd∶YVO4激光器内,实现了1 342 nm激光的被动调Q运转,获得脉冲宽度约20 ns、重复频率33.3 kHz的调Q脉冲序列输出。分析了纳米Si/SiNx薄膜可饱和吸收的产生机制,认为双光子吸收是产生1 342 nm激光被动调Q的主要原因。对纳米Si/SiNx薄膜材料调Q激光器的速率方程组进行了数值求解,得到的调Q脉冲时间宽度的理论值和实验结果基本相符。     

纳米Si/SiNx超晶格实现Nd:YVO4激光被动调Q

采用射频磁控反应溅射法和热退火处理制备了纳米Si/SiNx超晶格薄膜材料。把薄膜作为可饱和吸收体插入激光二极管泵浦的平凹腔Nd∶YVO4激光器内,实现了1 342 nm激光的被动调Q运转,获得脉冲宽度约20 ns、重复频率33.3 kHz的调Q脉冲序列输出。分析了纳米Si/SiNx薄膜可饱和吸收的产生机制,认为双光子吸收是产生1 342 nm激光被动调Q的主要原因。对纳米Si/SiNx薄膜材料调Q激光器的速率方程组进行了数值求解,得到的调Q脉冲时间宽度的理论值和实验结果基本相符。     

激光二极管抽运Nd∶YAG/Nd∶YVO_4共轴双晶体Cr∶YAG被动调Q激光器

报道了一种由激光二极管抽运的Nd∶YAG/Nd∶YVO4共轴双晶体的Cr∶YAG被动调Q激光器,利用这种方式相比于传统的Nd∶YAG/Cr∶YAG激光器提高了输出激光的偏振比,在非线性频率变换过程中得到了更高的转换效率,当抽运功率为10 W时获得了2.8 W的被动调Q 1064 nm激光输出,偏振比大于80∶1,激光重复频率为15 k Hz,脉冲宽度为7 ns,采用LBO作为非线性频率变换晶体,最终获得了223 m W的355 nm紫外激光输出。     

二极管泵浦被动调Q激光器研究取得新进展

报道了有关二极管泵浦掺N^3 激光介质,慢饱和吸收体Cr:YAG被动调Q激光器研究的最新进展。通过优化设计,Nd:YVO4/Cr:YAG结构激光器实现了高效稳定的1064nm调Q输出;首次报道了Nd:YVO4/Cr:YAG/KTP和Nd:YAG/Cr:YAG/LBO两种组合结合的被动调Q绿光激光器;对一台Nd:YAG／Cr:YAG红构红外激光器腔外倍频亦获得了高峰值的绿光脉冲输出。     

1319nm Nd:YAG脉冲电光调Q激光器的研究

为了研究脉冲输出波长为1319nm的Nd:YAG激光器,通过分析Nd:YAG激光介质的辐射跃迁能级,采用镀制高选择性介质膜的方法抑制1064nm等其它波长的起振,最终实现1319nm激光单脉冲输出。实验中采用闪光灯抽运、水冷Nd:YAG激光器,KD*P调Q,平平腔结构,获得1319nm激光静态输出能量340.9mJ,动态输出76.8mJ,重频1Hz,脉宽17ns,束散角2.7mrad。结果表明,通过镀制高选择性介质膜的方法可以实现1319nm激光调Q脉冲输出。     

LD泵浦全固体355nm紫外脉冲激光器

采用最大输出功率为1W的LD泵浦Nd：YAG，Cr^4 ：YAG被动调Q激光器，输出1064nm波长激光，经KTP腔外倍频和LBO腔外和频，得到355nm紫外脉冲激光。利用长聚焦的方法实现了高效全固体355nm紫外脉冲激光输出。基波1064nm平均功率为70mW时，得到紫外355nm输出平均功率为106μW，峰值功率约为635mW，且紫外光斑的椭圆度达0．91。     

全固化微脉冲Nd:YVO4激光器的研究

本文利用尾纤输出的半导体激光器泵浦Nd：YVO4激光晶体，获得连续的1064nm激光输出；进行腔内Cr^4 ：YAG晶体调Q和KTP晶体腔内倍频，获得了脉宽约40ns、平均功率107mw、重复率12kHz的532nm微脉冲激光输出。     

基于电光调Q1064nm/532nm/570nm三波长固体激光器

为了提升激光技术在色素性疾病治疗等生物医学应用效果, 研制了一种1064nm, 532nm, 570nm三波长激光器。采用电光调Q Nd:YAG激光器获得最窄脉宽为11ns的1064nm脉冲激光输出, 使用磷酸氧钛钾(KTP)非线性晶体对基频光腔外倍频获得532nm激光输出; 以固体染料块为激光增益介质, 倍频光为抽运光, 可获得中心波长为570nm的黄光输出, 光光转换效率为61.3%。结果表明, 通过改变氙灯注入电压, 可以调节1064nm激光脉冲输出特性; 增加固体染料激光器腔长, 可以调节染料激光输出光谱特性。该研究结果对激光器灵活应用具有重要意义。     

纳米硅镶嵌薄膜的光学性质及对1342nm激光的被动调Q

采用射频磁控溅射技术和热退火处理制备了石英衬底的纳米Si镶嵌SiN<,x>(ne-SiN<,x>)薄膜.通过对薄膜的小角度X射线衍射和吸收光谱测试,确定了硅晶粒尺寸和光学带隙.采用Z-扫描技术研究了薄膜的三阶非线性光学特性,结果表明薄膜的非线性吸收属于双光子吸收.把ne-Si/SiN<,x>薄膜作为可饱和吸收体插入LD...     

GaAs对脉冲Nd:YAG激光器的调Q和锁模

本文分析半导体材料GaAs对1064nm激光的可饱和吸收特性,在闪光灯抽运的平凹腔和平凸腔Nd:YAG激光器中,插入GaAs样品作为调Q器件,实现了激光器的被动调Q运转,分别获得脉冲宽度32.7ns(平凹腔)和30.9ns(平凸腔)的激光脉冲。实验上研究了平凹腔腔长和输出镜透过率对调Q激光输出性能的影响。当平凹腔腔长增加到125cm时,观察到GaAs对1064nm激光的被动锁模。对上述实验结果给予了合理的理论解释。     

纳米Si镶嵌SiNx薄膜实现Nd∶YAG激光器被动锁模

采用射频磁控溅射技术和热退火处理技术制备了石英衬底的纳米Si镶嵌SiNx薄膜(nc-Si-SiNx),薄膜厚度为200 nm.由X射线衍射(XRD)谱计算得出,经800℃连续3 h退火的薄膜中的Si晶粒平均尺寸为1.7 nm.把纳米Si镶嵌SiNx薄膜作为可饱和吸收体插入闪光灯抽运的平凹腔Nd∶YAG激光器内,实现1.06μm激光的被动锁模运转.当激光器腔长为120 cm时,获得平均脉冲宽度32 ps,输出能量25 mJ的单脉冲序列,脉冲序列的包络时间约480 ns,锁模调制深度接近100%.量子限域效应使得纳米Si的能隙宽度大于1.06μm光子能量,所以双光子饱和吸收和光生载流子的快速能量弛豫是导致纳米Si镶嵌SiNx薄膜实现1.06μm激光被动锁模的主要原因.     

基于金纳米笼和MoS2的1 123 nm被动调Q Nd: YAG激光器

采用电流置换反应成功制备了金纳米笼溶液并首次验证了其在1123 nm处的非线性饱和吸收特性,作为对比,同样制备了MoS₂饱和吸收体。分别将金纳米笼和MoS₂作为饱和吸收体,实现了中心波长为1 123 nm的Nd: YAG激光器的调Q运转。在MoS₂为饱和吸收体的调Q激光器中,当泵浦功率为6.81 W时,得到的最大平均输出功率为208 mW,最短脉冲宽度为412 ns,最大脉冲重复率为233 kHz。在金纳米笼为饱和吸收体的调Q激光器中,当泵浦功率为6.04 W时,得到的最大平均输出功率为221 mW,最短脉冲宽度为253 ns,最大脉冲重复率为326 kHz。与MoS₂调Q激光器的实验结果相比,金纳米笼调Q激光器获得的输出功率和效率更高,脉冲宽度更窄,重复率更高。结果证明了金纳米笼在近红外波段激光器中用作饱和吸收体的巨大潜力。     

复合激光损伤CMOS图像传感器实验研究

激光是对抗光电侦察的有效方式。为了提高损伤效能,探索了复合激光损伤光电探测器的新思路。分别开展了波长1064 nm和532 nm、脉宽10 ns的激光及其双波长复合激光,以及波长1064 nm、脉宽0.4 ms和10 ns激光及其双脉宽复合激光对CMOS图像传感器的损伤效能实验。结果表明,双波长复合激光对CMOS造成严重损伤时的基频光能量是单独1064 nm激光的77.8%,是单独532 nm激光的62.5%;双脉宽复合激光损伤时,脉宽0.4 ms激光的能量密度降低为单独作用时的1.7%,脉宽10 ns激光的能量密度降低为单独作用时的76.4%。这一发现为多制式复合激光高效光电对抗提供了新的思路和参考。     

Tunable Cr4+:YSO Q-switched Cr:LiCAF laser

Tunable passive Q-switching (781 nm to 806 nm at 300 K) of a flash-lamp pumped Cr³⁺:LiCaAlF₆ (Cr:LiCAF) laser with a Cr⁴⁺:Y₂SiO₅ (Cr⁴⁺:YSO) broad-band solid-state saturable absorber has been realized. Typical pulse widths of the Q-switched laser output ranged from 40 ns to 80 ns, depending on the lasing wavelength. Spectral narrowing and reduced beam diameter with the use of the saturable absorber were observed. The ground state and the excited state absorption cross sections of the Cr⁴⁺:YSO absorber were found by bleaching experiments to be (7.0±1.4)×10^-19 cm² and (2.3±0.5)×10^-19 cm² at 694 nm, respectively. Numerical simulation was utilized to simulate the Cr:LiCAF passive Q-switching with Cr⁴⁺ :YSO solid-state saturable absorber     

双调Q复合腔Nd∶YAG-Cr4+∶YAG激光器的研究

报道一种有实用价值的、构思新颖的双调Q ,双波长输出的Nd∶YAG Cr4+∶YAG激光器。在由两个平凹腔耦合而成的复合腔中 ,Cr4+∶YAG晶体既作为可饱和吸收体对Nd∶YAG发射的 1 0 6 μm激光被动调Q ,又作为增益介质在 1 0 6 μm激光脉冲作用下发射中心波长 1 4 4 μm的激光脉冲。该激光器实现了 1 0 6 μm激光被动调Q和 1 4 4 μm激光增益调Q的双波长激光振荡 ,输出的 1 0 6 μm和 1 4 4 μm激光脉冲的能量和脉冲宽度分别为 18mJ,5 2ns和0 2 5mJ,19ns ;后者的脉冲宽度约为前者的三分之一。理论上 ,根据Cr4+∶YAG的能级结构和复合腔特点 ,分析了双调Q的工作机理 ;从速率方程出发导出双调Q复合腔激光器输出的 1 4 4 μm激光脉冲宽度和腔内 1 0 6 μm激光功率的关系。 1 4 4 μm激光脉冲时间宽度的理论计算值 ( 2 1 7ns)与实验结果 ( 19ns)基本相符。     

纳米Si/SiNx薄膜的制备及对Nd:YAG激光器的被动调Q

为了研究纳米硅镶嵌氮化硅(nanoscale-Si-particle embedded in silicon nitride thin films,简称nc-Si/SiNX)薄膜材料的被动调Q特性,采用射频磁控反应溅射法结合热退火处理在单晶硅衬底上制备该薄膜。用该样品作为可饱和吸收体,在凹—平腔中实现了氙灯抽运Nd:YAG激光器的被动调Q运转,在抽运重复频率1Hz情况下获得脉宽最小可达19ns的调Q单脉冲输出。并且研究了该薄膜结构特性、激光器参数,如：抽运电压、腔长对调Q脉冲输出性能产生的影响。在此基础上,对实验现象产生的原因做了分析讨论。结果表明,nc-Si/SiNX薄膜有一定的调Q效果,具有潜在的研究及应用价值。