激光晶体Nd:YVO4的形貌及生长缺陷

本文报道了应用环境扫描电镜（ESEM）和同步辐射X射线白光形貌术对采用提拉法生长出的Nd:YVO4晶体进行的形貌及生长缺陷的分析,获得了该晶体的开裂表面的ESEM形貌像以及取自晶体肩部和中间部位的（001）面的同步辐射白光形貌像,观察到了位错、包裹物等缺陷,可为生长高质量的Nd:YVO4晶体提供重要的启示.     

Improved direct bonding method of Nd:YVO4 and YVO4 laser crystals

We succeeded in the fabrication of bonded laser crystals composed of a neodymium-doped YVO₄ laser crystal (Nd:YVO₄) and its host crystals YVO₄ by a newly developed dry etching technique using an argon ion beam. The optical distortion caused by the bonded interface of size 5 mm × 6 mm was estimated to be 0.05λ at 633 nm. From the comparison of laser performance pumped by a laser diode, the bonded crystals could increase the laser output power by nearly twice that of the non-bonded crystals with the same degree of polarization of 99.2%. To analyze the mechanism of the enhanced reduction of the thermal load in the bonded crystals, numerical simulations with a finite-element method were also performed.     

127I2频率调制光谱在微型Nd:YVO4激光稳频中的应用

采用480 MHz频率调制和光外差光谱检测技术,将半导体激光抽运Nd:YVO4微型激光器的频率锁定在碘分子532 nm波段多普勒加宽的吸收谱线上.分析伺服误差信号表明,采用该技术锁定微型Nd:YVO4激光频率,其稳定度可达到10-10(1 s积分时间).     

列阵半导体激光端面抽运Nd∶YVO4绿光激光器的研究

报道了采用列阵半导体激光端面抽运Nd∶YVO4晶体的KTP腔内倍频绿光激光器。采用多柱透镜法 ,对列阵半导体激光进行了有效整形 ,并利用谐振腔折叠产生的像散 ,实现了抽运光与振荡光较好的模式匹配 ;由于是直接耦合抽运 ,因此保证了半导体抽运光以π偏振光入射Nd∶YVO4(单轴 )晶体 ,实现了半导体抽运光与Nd∶YVO4吸收的偏振匹配。在抽运功率为 9 5W时 ,得到 5 2 0mW的稳定绿光输出 ,光 光转换效率为 5 5 %。     

LD端面泵浦的1.57 μm内腔式OPO

1.57 μm波长激光为人眼安全波长激光。将KTP晶体置于一个由LD端面泵浦、声光调Q的Nd:YVO4晶体双凹谐振腔内，利用KTP表面镀膜建立了内腔式OPO，实现了重复率在5～40 kHz范围内1.57 μm脉冲激光的稳定输出。实验结果表明,激光的阈值将随声光调Q器重复率的增加而升高，重复率为5 kHz时得到最低阈值1.52 W。重复率为15 kHz、泵浦功率为3.7 W时,输出光平均功率为305 mW，脉冲宽度50 ns，峰值功率400 W。     

激光二极管抽运的自拉曼Nd∶YVO_4激光器

研究了激光二极管(LD)抽运的自拉曼Nd∶YVO4调Q激光器的特性。Nd∶YVO4晶体同时作为激光介质和拉曼晶体,通过声光调Q技术,产生了1176 nm的拉曼激光。测量了平均输出功率、脉冲宽度和单脉冲能量随抽运功率和脉冲重复率的变化。典型的1064 nm基频光和1176 nm拉曼光脉冲的脉冲宽度分别为26.3 ns和9.0 ns。在脉冲重复率为20 kHz,抽运功率为8.46 W时,产生了平均功率为0.384 W的1176 nm光的输出,光-光转换效率为4.54%。使用速率方程对自拉曼Nd∶YVO4调Q激光器特性进行了理论研究,把脉冲重复率为10 kHz,20 kHz,30 kHz时拉曼光单脉冲能量和脉冲宽度的实验值与理论值进行了比较,结果基本相符。     

Nd:GdYVO4与Nd:YVO4的激光特性比较

在相同的实验条件下,分别采用平平直腔和V型折叠腔对比了Nd:GdYVO4和Nd:YVO4两种晶体的基频和腔内倍频特性.采用平平直腔在抽运功率为10.64 W时分别获得了5.35 W、6.29 W的1.06 μm基频输出,光-光转换效率达50.3%、59.1%,斜效率达58.1%、68.8%;采用V型折叠腔KTP腔内倍频,在抽运功率为6.71 W时分别获得了1.73 W和2.34 W的稳定倍频绿光输出,光-光转换效率达25.8%、34.9%.比较得出,Nd:GdYVO4-KTP绿光激光器的平均输出功率及稳定性均低于Nd:YVO4-KTP绿光激光器.     

各向异性热参量对Nd:YVO4晶体热效应的影响

基于解析各向异性分析理论,研究了矩形横截面Nd:YVO4激光晶体受到具有高斯分布LD端面抽运时的激光晶体温度场分布和抽运面热形变分布.通过LD抽运Nd:YVO4激光晶体工作特点分析,建立了符合激光晶体工作状态的热模型,利用各向异性介质热传导方程的一种求解方法,得出了矩形截面Nd:YVO4晶体的温度场、热应变场和端面热形变场的通解表达式,分析了各向异性热参量对Nd:YVO4激光晶体热应变场的定量影响.研究结果表明:当使用输出功率为15 W LD端面中心入射Nd:YVO4晶体(Nd3 浓度0.5 atm%)时,在抽运端面中心获得244.9℃最高温升和1.99μm最大热形变量.     

全固态高输出功率单频Nd:YVO4/KTP激光器

利用光纤耦合输出的半导体激光器(LD)端面抽运Nd∶YVO4晶体,激光谐振腔采用四镜环形腔结构,通过KTP晶体内腔倍频,获得了高功率全固态连续单频绿光激光输出。根据临界相位匹配下椭圆高斯光束的倍频理论,通过旋转Nd∶YVO4晶体的方向选取合适的基频光偏振方向,使KTP晶体的走离角所在平面与谐振腔弧矢面平行,可提高内腔倍频转换效率。当抽运功率为20 W时,激光器最大单频绿光输出功率达4.8 W。作为对比,控制基频光偏振方向使KTP晶体的走离角所在平面与谐振腔子午面平行时,激光器最大单频绿光输出功率为4.1 W。对比两种情形下的实验结果,激光器的光-光转换效率从21.8%提高到25.5%。     

LD泵浦的内腔倍频激光器单频运转的理论研究

给出了激光二极管（ＬＤ）端面泵浦的内腔倍频激光器单频运转时的最大泵浦功率与腔参数和材料参数间的简单函数关系，并对ＬＤ泵浦的ＮｄＹＶＯ４及ＮｄＹＡＧ内腔倍频激光器的单频运转进行了详细的分析。