880nm LD端面泵浦Nd:YVO_4板条激光实验研究

正将上能级直接泵浦与部分端面泵浦混合腔板条结构结合,可以有效降低激光增益介质的热载和热效应,实现更高功率的高光束质量激光输出、报道了采用两个4-bar 880 nm激光二极管列阵作为泵浦源,两端面泵浦板条Nd:YVO_4晶体的1064 nm实验研究结果、采用了正支离轴非稳-稳定混合腔,在泵浦功率为540 W时,获得了218 W激光输出,光-光转换效率42.6%。M~2因子水平方向大约是1.5,竖直方向是2.0、采用了负支离轴非稳-稳定混合腔,在泵浦功率为540 W时,获得了230 W激光输出,光-光转换效率44%。光束质量与正支时相当。     

879 nm直接抽运提高Nd:GdVO4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%.     

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%。     

高效连续Nd:LuVO4-BiBO 深蓝激光器

Nd:LuVO4 晶体因具有相比于Nd:YVO4 和Nd:GdVO4 晶体更大的吸收和发射截面而受到广泛关注.一种高效的泵浦方式因此而产生:将Nd3+离子直接泵浦到4F3/2激光上能级来改善激光器参数,不仅可以减小激光器的阈值,提高激光器的斜效率,并且可以降低非辐射跃迁过程中所产生的热量.利用888 nm 激光二极管直接泵浦Nd:LuVO4 晶体,实现三能级Nd:LuVO4激光器.当入射泵浦功率为18.6 W 时,916 nm 的输出功率为2.5 W,激光器的阈值功率为4.7 W,相应的斜效率为17.8%.入射泵浦功率不变的情况下,获得的最大蓝光输出功率为743mW.蓝光输出功率的稳定性高于3%.光束质量M2的值为1.12.     

激光二极管端泵浦Nd:GdVO4连续激光器

实验研究了激光二极管端面泵浦Nd:GdVO4激光器,采用平-平腔结构,实现了1064 nm连续激光输出.在注入泵浦功率为16.36 W时,最大连续激光输出达9.86 W,光-光转换效率为60.02%;在腔内插入Q开关,重复频率为50 kHz,注入泵浦功率为7.77 W务件下,得到3.24 W的激光脉冲输出,脉冲宽度为19 ns,M2=2.4.     

高效连续Nd：LuVO4- BiBO深蓝激光器

Nd：LuVO4晶体因具有相比于Nd：YVO4和 Nd：GdVO4晶体更大的吸收和发射截面而受到广泛关注。一种高效的泵浦方式因此而产生：将Nd3+离子直接泵浦到4F3/2激光上能级来改善激光器参数,不仅可以减小激光器的阈值,提高激光器的斜效率,并且可以降低非辐射跃迁过程中所产生的热量。利用888 nm激光二极管直接泵浦Nd：LuVO4晶体,实现了准三能级Nd：LuVO4激光器。当入射泵浦功率为18.6 W时,916 nm 的输出功率为2.5 W,激光器的阈值功率为4.7 W,相应的斜效率为17.8%。入射泵浦功率不变的情况下,获得的最大蓝光输出功率为743 mW。蓝光输出功率的稳定性高于3%。光束质量M2的值为1.12。     

二极管端面泵浦Nd∶GdVO4高重频声光调Q激光器

采用波长808 nm的光纤耦合输出LD为泵浦源,用Nd∶GdVO4作为激光增益介质,采用端面泵浦方式,通过谐振腔优化设计,达到良好腔模匹配,在LD注入功率20 W的情况下,实现1064 nm激光功率11.3 W的连续输出,光-光转换效率达到56.5%。插入声光调Q器件,通过合理设计腔内激光束腰大小及束腰位置,在重复频率30 kHz时,获得最大调Q输出功率9.2 W,峰值功率30.9 kW,同时,在此基础上,采用KTP晶体腔内倍频,在重复频率为30 kHz时,获得532 nm激光输出平均功率6.3 W。     

4.2W 连续波运转的LD泵浦Nd:YVO4/LBO 457nm蓝光激光器

报道了采用大功率光纤耦合模块端面泵浦Nd:YVO4晶体,LBO腔内倍频的高功率4.2 W连续波457 nm蓝光激光器.通过优化谐振腔设计和器件参数,使准三能级方式运转的914 nm激光得以高效率工作,并在此基础之上通过腔内倍频获得高功率的倍频蓝光输出.最终在泵浦功率为31 W时,蓝光输出功率达4.2 W,相应的光-光转换效率达13.5%,8 h连续工作激光输出功率的稳定性为1.2%.     

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。     

激光二极管阵列端面抽运混合腔Nd:YVO_4板条1064nm和1342nm激光特性研究

利用激光二极管(LD)阵列端面抽运Nd∶YVO4板条晶体,结合稳定非稳混合腔,实现了高功率、高效率、高光束质量的1064 nm和1342 nm激光输出。板条Nd∶YVO4晶体掺杂原子数分数为0.3%,尺寸12 mm×10 mm×1 mm,a轴切割,c轴平行于12 mm方向。采用稳定正支共焦非稳腔,在抽运功率为265 W时,得到了123 W的1064 nm连续激光输出,光光转换效率和斜效率分别为46.4%和52.4%;在输出功率约为100 W时测得稳腔和非稳腔两个方向的M2因子均为1.3,输出功率不稳定性小于1%。采用稳定负支共焦非稳腔,在抽运功率为139.5 W时,得到35.4 W的1342 nm激光输出,光光转换效率为25.4%,在稳腔方向光束质量为M2=1.23;在非稳腔方向光束质量为M2=1.14。     

半导体激光器侧面泵浦Nd:GdVO4板条热效应研究

为了解决半导体激光器侧面泵浦Nd:GdVO4板条激光器热透镜效应问题,用解析分析的方法研究Nd:GdVO4板条侧泵时产生的温升以及热形变分布情况.通过半导体激光器出射泵浦光光强、激光板条镀膜结构以及工作状态的分析,建立了侧泵板条热分析模型,依据侧泵板条内热功率分布特点,推导出一种新的各向异性热传导方程求解方法,得到了侧泵Nd:GdVO4板条温度场以及热形变场的一般解析计算表达式.并就不同泵浦光斑对Nd:GdVO4板条热效应的影响进行了定量分析.结果表明:当使用输出功率为80W的半导体激光器侧泵掺Nd3+浓度1.2atm.%的Nd:GdVO4晶体时,泵浦面的最高温升为695.2 ℃,泵浦面与通光端面的最大热形变量分别为1.38μm和0.63μm.研究结果对于减小板条激光器热透镜效应影响、提高腔内振荡光的增益效率具有理论指导作用.     

热效应不敏感的Nd:GdV04/KTP全固态绿光激光器设计

利用基于传播圆变换理论的图解分析方法,得到了具有激光晶体热透镜不敏性的V形折叠腔参数.实验中通过LD端面泵浦Nd:GdVO4,获得了稳定的TEM<,∞>模激光输出.将非线性晶体KTP置于基波的腰斑处,在19.7W的注入泵浦功率下获得了3.68W的531.5nm连续绿光激光输出,考虑到泵浦耦合用准直聚焦筒10%的耦合损耗,实现光一光转换率21%.经测量该激光腔输出功率及热稳定性在国内LD泵浦全固态连续绿光激光器研究领域处于领先水平.     

LD泵浦全固态连续Nd∶LuVO4-LBO 533 nm绿光激光器

报道了采用888 nm的激光二极管(LD)泵浦Nd∶LuVO4晶体得到1066 nm的激光输出,其中Nd∶LuVO4晶体对应能级跃迁为4F3/2→4I11/2。在注入抽运功率为18.3 W时,可获得11.2 W的近红外激光输出;然后采用非线性晶体LiB3O5(LBO)进行腔内倍频,获得了533 nm的绿激光输出,输出功率为4.2 W,其光-光转换效率为23%,4 h功率稳定度优于±3.7%。     

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。     

GaAs被动调Q固体激光特性研究

使用紧凑的直线平-凹腔结构,利用半导体饱和吸收片GaAs实现了二极管(LD)端面抽运Nd:GdVO4高重复频率的被动调Q 1.06μm激光运转,在8 W的泵浦功率下获得平均输出功率达0.98 W的稳定激光输出,最小脉冲宽度为60 ns.最高重复频率达240 kHz.     

LD泵浦全固态连续Nd:LuVO4-LBO 533nm绿光激光器

报道了采用888 nm的激光二极管(LD)泵浦Nd:LuVO4晶体得到1066 nm的激光输出,其中Nd:LuVO4晶体对应能级跃迁为4F3/2→4I11/2.在注入抽运功率为18.3 W时,可获得11.2 W的近红外激光输出;然后采用非线性晶体LiB3O5 (LBO)进行腔内倍频,获得了533 nm的绿激光输出,输出功率为4.2W,其光-光转换效率为23％,4h功率稳定度优于±3.7％.     

LD端面泵浦946 nm/473 nm连续Nd:YAG/LBO激光器

对Nd:YAG 946 nm和 473 nm激光器特性进行了实验研究。采用二极管端面泵浦平-平腔实验结构,使用键合Nd:YAG晶体作为激光增益介质,在入射泵浦功率31.8 W时,得到最高11 W的连续波946 nm 激光输出,光-光转换效率34.6%,斜率效率35.4%,光束质量M2达到7.53,半小时内功率不稳定度小于0.4%。采用Ⅰ类临界相位匹配LBO晶体对946 nm激光进行内腔倍频,获得了0.887 W的连续波473 nm蓝光输出,光-光换转效率5.87%。实验结果表明:所设计的端面泵浦连续激光器具有很强的实用价值。     

LD泵浦Nd:GdVO4晶体LBO三倍频紫外激光器

报道了二极管(LD)端面泵浦Nd：GdVO4晶体腔外三倍频紫外激光器。利用声光调Q获得脉宽为25ns、重复频率为20kHz的355nm紫外准连续激光输出。当泵浦功率为16W时,用Ⅰ类相位匹配LBO晶体进行二倍频获得822mW的绿光输出;此时用Ⅱ类相位匹配LBO晶体进行三倍频获得266mw的355nm紫外激光输出,三倍频效率(1064-355nm)达到5．9％,输出功率抖动低于1．7％。     

LBO Ⅰ类临界相位匹配内腔和频593. 5nm 激光器

报道了LD端面泵浦Nd∶YVO4晶体产生1064nm和1342nm双波长激光束,采用一个线性平凹腔结构,利用LBOⅠ类临界相位匹配在腔内和频产生593.5nm连续黄光激光输出的全固体激光器的实验研究。在泵浦功率为10W时得到593.5nm的黄光激光输出功率为260mW。光束远场发散角θ<1mrad。593.5nm激光输出为低噪声输出。24h功率不稳定度小于±2%。     

无热退偏损耗Nd∶YAG环形腔单纵模激光器

在Nd∶YAG侧面泵浦四镜环形腔单纵模激光器内,采用薄膜偏振片反射光束作为输出光束,以消除环形腔内热退偏损耗,提高输出功率及效率。实验表明,该Nd∶YAG环形腔可单向运转并输出单纵模激光,环形腔激光器内无热退偏损耗。在驱动电流为21 A时,环形腔激光器输出5.1 W 1064 nm单纵模激光,输出激光线宽为200 MHz,输出光束为线偏振光。通过采用端面泵浦结构,以及采用对p偏振光反射率与泵浦功率相匹配的薄膜偏振片,激光器单纵模输出功率及效率可望进一步提高。