LD抽运Nd:YVO41.34μm激光器及其热效应研究

研究了激光二极管(LD)抽运Nd:YVO4连续波1.34 μm激光器在不同腔长时的输出特性,通过计算晶体中的振荡光光斑大小随泵浦功率的变化,分析了1.34 μm激光输出的热透镜效应对腔稳定性和激光输出特性的影响,为1.34 μm激光谐振腔的优化设计提供了基本的理论依据.实验中采用简单的平-凹腔结构,泵浦功率为7.56 W时,得到2.39 W的连续波1.34 μm激光输出,最大斜效率为36.5%,光-光转换效率为31.7%.     

高效率侧面泵浦国产Nd:YAG陶瓷激光器

研究了808nm侧面泵浦国产Nd:YAG陶瓷棒的激光输出特性和热透镜效应,并与相同尺寸、相同掺杂浓度的Nd:YAG晶体进行了对比。当泵浦功率为60W时,陶瓷获得了21.6W的1064nm连续激光输出,光-光转换效率为36%,斜效率达到46.9%,在相同的泵浦条件下,Nd:YAG晶体的输出功率为23.9W,光-光转换效率为39.8%,斜效率为50.3%。实验结果表明,Nd:YAG陶瓷的性能已经接近于Nd:YAG晶体。     

LD端面泵浦的高重频Nd:YAG激光器的热效应研究

在LD端面泵浦的高重频Nd：YAG激光器的光泵浦过程中产生的热效应是影响激光输出特性和系统综合性能的重要因素。从热传导方程入手,利用有限元法求得激光晶体中温度稳态分布的数值解,同时对其热透镜效应进行了计算分析,在此基础上运用传播圆一变换圆的图解分析法进行热稳腔的分离参数设计以补偿热透镜效应。该研究为进一步优化激光器设计,提高激光输出的稳定性奠定了基础。     

LD泵浦Nd∶YVO4与Nd∶GdVO4腔内倍频绿光激光器的对比研究

报道了LD端面分别泵浦Nd∶YVO4、Nd∶GdVO4晶体,腔内Ⅱ类相位匹配KTP倍频的绿光激光器.通过对激光材料热透镜效应的分析,得出优化的谐振腔参数,在泵浦功率为6.1 W时得到的绿光激光器的光-光转化效率分别为15.5%、10.7%.从实验结果中,得到两种激光晶体的一些性能差异,为以后的研究提供一些参考.     

高重频窄脉冲LD端面泵浦Nd∶YAG/LBO绿光激光器

报道了LD端面泵浦的Nd∶YAG/LBO U形腔腔内倍频激光器,通过对连续LD泵浦源脉冲调制选取合适的占空比,大幅降低了晶体的热透镜效应。在泵浦功率8.05 W,重复频率1 kHz条件下,获得了输出功率1.38 W、脉宽8 ns、峰值功率172 kW、光束质量M2因子1.3的绿激光输出,光-光转换率达17%。     

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。     

双端抽运双Nd∶YVO4连续绿光激光器

为了提高半导体激光器抽运的全固态激光器的输出功率与光-光转换效率,设计并使用了双端抽运双Nd∶YVO4绿光激光器.通过激光晶体温度场特性的研究以及依据光束的传输矩阵,分析了双激光晶体热透镜效应对于谐振腔稳定性的影响,设计了双端抽运双激光晶体折叠腔.在双端抽运双Nd∶YVO4绿光激光器系统中,LBO晶体采用了Ⅰ类非临界相位匹配腔内倍频方式,当抽运光功率为26.56 W时,获得了5.5 W的稳定连续绿光输出,其光-光转换效率为20.7%.结果同时表明,在谐振腔内插入双激光增益介质,不仅可以提高激光器的光-光转换效率,而且两个激光晶体热透镜效应相互作用的结果可以增强谐振腔的稳定性.     

一种新型的热稳腔

一种新型的热稳腔,由半导体激光泵浦源、全反射镜、固体激光介质、x向位置可移动的补偿透镜、输出镜及x向移动控制装置组成.在激光谐振腔内放置一x向位置可根据激光输出功率的变化而移动的补偿透镜,从而在大功率激光输出时消除腔内的热透镜效应,形成一热稳定腔.该热稳定腔可应用于大功率半导体泵浦固体激光器,有效消除腔内的热透镜效应,在激光大功率输出时保证激光器性能稳定可靠.     

钕玻璃激光器热容方式运行的热负透镜效应实验研究

钕玻璃激光器采用双灯对称紧耦合非聚焦泵浦腔,激光棒的冷却通道与闪光灯的水冷却通道分开且相互独立.用重复频率10Hz、脉冲宽度250μs的两盏闪光灯同时进行侧面对称抽运,抽运功率900W.激光器先后以热容方式及常规水冷方式运行10s,分别完整采集100个光脉冲的光斑图像,并在其中分别依次等间隔取样16个光斑.通过对比分析光斑变化趋势,热容方式运行的钕玻璃激光器的热透镜效应是负透镜效应,明显有别于常规方式运行的正透镜效应.实验结果对进一步了解钕玻璃激光器热容工作方式运行的输出特性具有一定的参考价值.     

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.     

基于光纤光栅谐振腔的双包层光纤激光器

理论分析了线型腔双包层光纤激光器的输出特性,包括光纤长度、光纤损耗及后腔镜反射率对激光输出功率和阈值泵浦功率的影响.设计了基于光纤光栅谐振腔的双包层光纤激光器,采用锥度光纤实现了泵浦模块与双包层光纤之间的低损耗连接,实现了全光纤化的掺Yb3 双包层光纤激光器,其阈值泵浦功率为300 mW,在泵浦入纤功率为17 W时达到了10.5 W的最大激光输出功率,斜率效率为62%.     

高功率激光二极管抽运Nd:YAG连续双波长激光器

通过双波长理论计算确定了双波长运转时腔镜介质膜在不同波长的最佳透射率以及激光腔内不同波长的衍射损耗，最终利用四腔镜双谐振腔结构实现了激光二极管（LD）侧面抽运Nd：YAG激光器在1064nm和1319nm的双波长同时连续运转，并分析了激光腔长与双波长激光输出功率比值之间的关系以及抑制1338nm等其他波长运转的方法。在抽运功率为500W时，实现了平均功率超过45W的连续激光输出，1064nm和1319nm单一波长连续输出功率均超过20W。两波长输出的光束质量因子M^2分别为32和39。输出功率不稳定性均小于5％。     

激光二极管抽运Nd:Gd0.42Y0.58VO4/KTP 倍频激光器

采用平凹短腔及V型折叠腔，研究了激光二极管端面抽运的Nd：Gd0.42Y0.58VO4激光器1．06μm及倍频532nm的输出特性。在输入抽运功率为11．05W时，获得了1．06μm的最大平均输出功率为5．35W，光-光转换效率达到48．42％；在输入抽运功率为6．8W时，采用连续抽运和脉冲抽运分别获得了1．44W和1．64W的绿光输出，光-光转换效率分别为21.2%和24．1％。     

1465 nm与732.5 nm双波长光纤激光器的研究

为物联网用的光纤传感器的测试提供光源,介绍了一种准连续输出 1465 nm与732.5 nm 双波长光纤激光器,对于掺镨的激光光纤,研究分析了波长1465 nm光子能级的辐射跃迁,研究了使1040 nm激光衰减,而使1465 nm激光增益输出的关键技术,实验研究了输出镜的镀膜数据与激光谐振腔的形式,实验输出1465 nm激光33 W,基频为1465 nm激光,设置外腔倍频KTP,通过声光Q调制器调制,实验获得准连续输出732.5 nm激光2 W,取得了1465 nm与732.5 nm双波长输出。     

端面抽运高功率连续单频1064 nm Nd:YVO4环行腔激光器

采用808 nm光纤耦合输出激光二极管(FCLD)单端端面抽运Nd∶YVO4晶体,采用四镜折叠环行腔,在腔内插入法拉第旋光器和半波片实现激光的单向运转以抑制空间烧孔效应,并在腔内加入标准具,最终实现连续单频1064 nm激光输出.在24.6 W抽运功率时,最高输出功率达到9 W,光-光转换效率为36.6%,M2因子约为1.14,频率漂移约200 MHz.     

提高二极管激光阵列外腔锁相效率的实验研究

采用1/4 Talbot外腔实现宽条二极管激光阵列的锁相,在工作电流是35 A时,获得7.56 W的锁相输出功率,输出光束的远场图像是多瓣结构,锁相前后输出光的光谱宽度从2.0 nm压缩到0.2 nm。腔内插入焦距大约为5倍腔长的柱透镜,在相同电流下获得8.75 W的锁相输出功率,输出光的远场图像是多瓣结构,输出超模的数目有所减少,能量向中部集中,输出光的光谱宽度是0.2 nm。     

连续钛宝石激光器波长调谐特性及斜效率的测量

采用四镜折叠驻波腔，以氩离子激光器的可见多谱线输出纵向激励，用国产钛宝石激光棒实现了连续激光运转。使用三套腔镜得到的波长调谐范围分别为６８０～７６０ｕｍ、７３０～８４０ｕｍ、９７０～１０１０ｎｍ，峰值波长约为７８０ｕｍ。当输出透射率为１１．７６％、泵浦功率约１０．０Ｗ时，获得７８０ｕｍ波长的激光最大输出功率约２．３５Ｗ，斜效率为３３．４９％。     

LD泵浦Nd:YVO4晶体1342 nm激光实验研究

报道了采用不同腔长、不同透过率的输出镜及不同搀杂浓度的晶体时,激光二极管端面泵浦Ｎｄ：ＹＶＯ４晶体１３４２ｎｍ激光的输出特性。对三种不同搀杂浓度的晶体的实验结果表明,输出为基横模,在输出１Ｗ时,稳定性皆优于０．２％;搀杂浓度较高的晶体,在泵浦功率逐渐增加时更容易饱和。用用０．５％搀杂的晶体,最大获得３Ｗ激光输出,斜效率４３．７％。     

准连续Nd：YAG倍频高功率绿光激光器的研究

研制了高功率Nd:YAG倍频绿光激光器，用类高斯光束分析了腔长对激光功率的影响，采用新型径向调整式光学镜片调整架，优化腔长为390nm，KTP晶体内腔倍频，并设置声光Q开关，获得532nm绿光输出20W。