基于半导体可饱和吸收镜实现闪光灯抽运Nd∶YAG激光器的被动调Q与锁模

基于同一块半导体可饱和吸收镜(SESAM),实现了闪光灯抽运的Nd∶YAG激光器的被动调Q与锁模。实验结果表明:腔长较小时,激光器运转在调Q状态,调Q脉冲宽度为90 ns;随着腔长的增加,调Q脉冲中出现调制,而且调制深度随着腔长的增加而加深。当腔长为140 cm,全反射凹面镜曲率半径为300 cm时,激光器运转在稳定的被动锁模状态,输出的锁模脉冲序列能量为27 mJ、脉宽为35 ps。实验比较了SESAM器件在平凹稳定腔和平凸非稳腔激光器中实现被动锁模的差异,并给出理论解释。SESAM有望取代有机染料成为闪光灯抽运的Nd∶YAG激光器理想的被动锁模器件。     

垂直腔面发射激光端面泵浦的高能量调Q Nd:YAG激光

采用垂直腔面发射激光端面泵浦Nd∶YAG获得了高能量的1 064 nm调Q激光输出。与边发射半导体激光相比,垂直腔面发射激光具有各向发散角相同、波长随温度漂移小等优点,更适合用作泵浦源以产生高效率、结构紧凑的激光。泵浦能量为200 mJ时,产生了最高45 mJ的1 064 nm激光输出,光光转换效率达到22.5%,激光脉宽为8 ns,发散角为1.2 mrad。基于模拟计算优化了Nd3+掺杂浓度,通过采用低浓度的Nd∶YAG晶体减小泵浦端面增益,从而有效抑制了影响调Q激光能量提高的自激振荡,为获得高能量的端面泵浦调Q激光输出提供了有效的技术手段。     

基于半导体可饱和吸收镜实现闪光灯抽运Nd:YAG激光器的被动调Q与锁模

基于同一块半导体可饱和吸收镜(SESAM),实现了闪光灯抽运的Nd:YAG激光器的被动调Q与锁模.实验结果表明:腔长较小时,激光器运转在调Q状态,调Q脉冲宽度为90 ns;随着腔长的增加,调Q脉冲中出现调制,而且调制深度随着腔长的增加而加深.当腔长为140 cm,全反射凹面镜曲率半径为300cm时,激光器运转在稳定的被动锁模状态,输出的锁模脉冲序列能量为27 mJ、脉宽为35 ps.实验比较了SESAM器件在平凹稳定腔和平凸非稳腔激光器中实现被动锁模的差异,并给出理论解释.SESAM有望取代有机染料成为闪光灯抽运的Nd:YAG激光器理想的被动锁模器件.     

LD端面泵浦Nd∶LiGd(MoO4)2晶体的主动调Q脉冲激光特性

加工了不同切向的Nd∶LiGd(MoO4)2晶体,测量并分析了它们的连续和主动调制激光特性.实验采用激光二极管(LD)端面泵浦的两镜直腔,其输出镜的耦合透过率为2％.在连续运转条件下,a切和c切晶体的最大输出功率分别为733,550 mW,对应的光光转换效率分别为11.3％和6.7％.在声光调Q脉冲运转条件下,a切和c切晶体的最大平均输出功率分别为180,135 mW,对应的光光转换效率分别为2.8％和1.7％.当重复频率为10 kHz时,获得了最佳的脉冲实验结果,即:最大单脉冲能量和最高峰值功率来自a切晶体,分别为15.8J和85 W;最小的脉冲宽度来自c切晶体,为153 ns.实验结果还显示,不同切向的Nd∶LiGd(MoO4)2晶体具有不同的输出波长,a切晶体为1 061 nm,c切晶体为1 068 nm,这种多波长发射特性有助于该类晶体在THz波领域的应用.     

Nd:YAG电光调Q泵浦固体激光器输出特性研究

本文以Nd:YAG电光调Q泵浦固体激光器为基础,采用电光调Q技术,研究了不同泵浦电压情况下的Nd:YAG电光调Q泵浦固体激光器输出的单次脉冲能量、脉冲宽度的变化特性,得到了不同泵浦电压下的单次脉冲能量、脉冲宽度的特性曲线。研究结果表明,泵浦电压的改变能更好地调节激光器的脉冲输出特性,对于Nd:YAG电光调Q泵浦固体激光器的灵活应用具有重要的意义。     

基于Yb∶YAG/Cr~(4+)∶YAG/YAG键合晶体的被动调Q激光器

为了研究键合晶体在被动调Q激光器上的应用优势,采用Yb∶YAG/Cr~(4+)∶YAG/YAG键合晶体搭建了紧凑的端面泵浦被动调Q激光器,获得了高效的1 030nm和515nm脉冲激光。实验研究了泵浦功率和初始透过率T0对各项激光性能的影响,结果在T0=95%时得到了平均功率为1.97 W的1 030nm激光,对应33%的斜效率,而当T0=85%时输出的1 030nm脉冲峰值功率高达87kW,脉冲宽度低至3.14ns。另外在与LBO的倍频实验中,用T0=90%的键合晶体获得了较高的绿光输出功率634mW,对应11.2%的斜效率和15ns的脉冲宽度。最后还研究了光谱的红移和输出镜的漏光现象,找出进一步提高绿光功率的方法。     

LD端面泵浦的高输出单频Nd∶YVO_4绿光激光器

用激光二极管(LD)抽运Nd∶YVO4晶体,采用四镜环形腔结构,腔内放置由法拉第旋光器,λ/2波片及布氏片组成的光学单向器,利用KTP内腔倍频技术,实现了高输出单频Nd∶YVO4绿光激光器及稳定的单频激光输出。在9 W的泵浦功率下,最大单频绿光输出为1.1 W,光-光转化效率为12.2%。在腔内插入Cr4+∶YAG晶体,又获得了脉宽为100 ns,重复频率为21 kHz的单纵模被动调Q激光输出。     

量子阱二极管泵浦的Nd:YVO4/Cr:YAG高重复率被动调Q激光器

量子阱二极管端面泵浦的Nd:YVO₄激光器中,采用Cr:YAG作为可饱和吸收体,获得了1.06μm的高重复率被动调Q脉冲激光输出.在吸收泵浦功率528.3mW时,输出脉冲能量0.19μJ,宽度32ns,脉冲重复率达158.7kHz.     

LD端面泵浦的高输出单频Nd:YVO4绿光激光器

用激光二极管(LD)抽运Nd:YVO4晶体,采用四镜环形腔结构,腔内放置由法拉第旋光器,λ/2波片及布氏片组成的光学单向器,利用KTP内腔倍频技术,实现了高输出单频Nd:YVO4绿光激光器及稳定的单频激光输出.在9 W的泵浦功率下,最大单频绿光输出为1.1 W,光-光转化效率为12.2%.在腔内插入Cr4 :YAG晶体,又获得了脉宽为100ns,重复频率为21 kHz的单纵模被动调Q激光输出.     

1.0μm掺钕介质全固化调Q脉冲激光技术

以量子阱激光二极管(LD)为泵浦源、三价钕离子(Nd³⁺)晶体为增益介质、发射波长在1.0μm附近的全固体脉冲激光器团结构紧凑、性能可靠,而能够在许多方面得到广泛的应用.本文介绍了近年来这种全固化调Q激光技术的发展与运用,主要有主动(电光、声光)调Q激光器、被动调Q激光器等.实验表明,将Cr⁴⁺:YAG为代表的掺四价铬离子晶体作为被动调Q元件,能够实现这一波段内高重复率和高峰值功率的脉冲运转,为全固化低成本、中小功率/能量输出的脉冲激光器指出了一条具有实际意义的道路.     

Influence of the cavity parameters on the output intensity in incoherent broadband cavity-enhanced absorption spectroscopy

The incoherent broadband cavity-enhanced absorption spectroscopy is a technique in measuring small absorptions over a broad wavelength range. The setup consists of a conventional absorption spectrometer using an incoherent lamp and a charge coupled device detector, as well as a linear optical cavity placed around the absorbing sample, which enhances the effective path length through the sample. In this work the consequences of cavity length, mirror curvature, reflectivity, different light injection geometries, and spot size of the light source on the output intensity are studied and the implications to the signal-to-noise ratio of the absorption measurement are discussed. The symmetric confocal resonator configuration is identified as a special case with optimum imaging characteristics but with higher requirements for mechanical stability. Larger spot sizes of the light source were found to be favorable in order to reduce the negative effects of aberrations on the intensity.     

He-Ne激光器纵模分析实验

为了很好地验证纵模频率间隔与激光谐振腔长度之间的关系,实验中改变光学谐振腔的长度,纵模频率间隔相应地发生改变,把某一腔长下的纵模频率通过共焦球面扫描干涉仪将激光器模式输出到示波器进行显示。通过对示波器显示的频率—时间图进行分析,可以测出一定腔长下激光纵模的频率间隔,该测量值与理论计算值基本一致。     

耦合式光电振荡器的动态腔长稳定控制

提出了一种基于耦合式光电振荡器的动态腔长长时稳定控制方案,当光谐振腔腔长变化时,通过同相正交（in-phase/quadrature,I/Q）混频器测量光谐振腔内选定两点的谐振相位变化量,反馈控制光电再生腔的光延迟线进行再生腔长跟随补偿,实现可变腔长的耦合式光电振荡器的锁模控制输出,从而将变化的谐振腔腔长转化为变化的谐振频率进行精密测量。经过系统实验,当谐振腔长变化时,振荡器可实时锁定输出可变的微波信号,并保持边模抑制比优于47.26 dB,1 h内功率抖动小于0.28 dB,锁定相位误差抖动在±1.5°以内。     

随机振动下光学谐振腔腔体形变及变动规律

鉴于复杂环境会使激光陀螺谐振腔产生变形,从而严重影响激光陀螺的性能,本文利用有限元分析软件ANSYS仿真分析了典型随机振动谱(gRMS=6.6 g)下激光陀螺腔镜3个方向的微小形变量,分别为0.342 5″、0.349 4″和0.215 0″,并结合矩阵光学理论定量得到了谐振腔光阑处的形变量。然后定量分析了不同曲率半径、不同腔长、不同入射角对光学四边形环形谐振腔的影响规律。最后,研究了球面镜-球面镜同时变化以及球面镜-平面镜同时变化下谐振光路的变动规律。实验结果表明,单纯考虑谐振腔的抗振性能,当L处于0~1m,R处于1~8m时,球面镜的曲率半径越小,腔长越短,四边形环形光学谐振腔所受外界环境的影响越小,两个腔镜同时变化时按照一定规律等效成单镜变化。本文研究可以为激光陀螺光学谐振腔的设计提供参考。     

氟化氘高能激光系统中的光学薄膜

报道了氟化氘 ( DF)激光系统腔镜高反射膜、Ca F2 窗口红外宽带增透膜和共孔径分光镜的研制 ,并介绍了 DF腔镜高反射膜的热畸变和损伤实验测试结果。实验结果表明 ,DF腔镜高反射膜的损伤阈值大于 1 0 0 k W/cm2 ,Ca F2 窗口红外宽带增透膜和共孔径分光镜均经受了 2 0 0 k W激光功率的输出 ,达到了总体提出的要求。     

厚硅片的高速激光切片研究

基于激光切片原理的分析,给出了厚硅片的高速激光切片方法,采用平凸腔补偿工作物质的热透镜效应,利用Nd∶YAG棒本身的自孔径选模作用,获得了光束质量因子M²等于4.19的50 W 1.064 μm激光输出。选取合适的扩束倍数、重复频率和出气孔直径,当切割0.75 mm厚的硅片时,切片速度达400 mm/min;当切割两层叠放的0.75 mm厚的硅片时,切片速度达到100 mm/min。切片的切口光滑,切缝较窄,重复精度高,切片质量好,达到用传统方法难以达到的切片效果。     

A microtron cavity with a shifted cathode for operation in the second-type acceleration mode

The motion of electrons in a microtron with the second-type acceleration mode is calculated and an optimum location of the emitter in the cavity resonator is found, which permitted us to increase the current capture efficiency. The testing technique and test results for a 20-orbit microtron with such a cavity are described. For an electron output energy of 18 MeV, the current capture efficiency was ∼9%.     

一种基于高斯光束的平凹激光腔对准方法

给出了一种基于高斯光束的平凹激光腔对准方法。在高斯准直光束后加一透镜系统,恰当地调整准直高斯光束到某一种汇聚发散的状态。在这种状态下,可使由平凹腔凹面镜和平面镜反射回来的光斑直径大小相仿,解决了不加透镜系统时,两反射回来光斑直径相差很大,难于对准的问题,提高两光斑的对准精度。实验使用束腰为0.6 mm的氦氖光,其后加一优化好的透镜系统,在889 mm的距离下,对凹面镜曲率半径为50 mm的平凹腔进行对准。得到由凹面镜和平面镜反射回来的光斑直径分别为4.8 mm和5.1 mm,平凹腔的角度对准精度达到了3.18'。对准好的腔体在点亮LD后,均能出基模光斑。实验结果与理论分析相符,证明了该对准方法结构简单,执行方便。