Nd:YVO_4微片激光器的光谱稳定控制实验研究北大核心

研究了控制单纵模Nd:YVO_4微片激光器光谱稳定的方法,实现了在不同LD泵浦电流条件下单纵模Nd:YVO_4微片激光器的波长稳定输出。首先,分析了泵浦电流、温控温度与晶体温度、输出激光波长的关系,发现在不同泵浦电流条件下,适当调节温控温度控制Nd:YVO_4微片晶体的温度变化,能够实现激光光谱的稳定控制。最后,通过实验验证了该方法的有效性,并获得激光输出功率随泵浦电流变化的非线性关系。     

激光二极管抽运Nd∶GdVO_4微片激光器

报道了一种新型激光二极管(LD)端面抽运Nd∶GdVO4微片激光器,测量了抽运输入功率与激光输出功率的关系,激光阈值功率为83 mW,在2 W的抽运功率下得到860 mW的1.064μm基横模连续激光输出,光-光转换效率为43%,最大斜度效率达到47%。     

激光二极管端面抽运高偏振比Nd∶YVO_4晶体微片绿光激光器

报道了一种激光二极管(LD)抽运高偏振比腔内倍频全固态微片激光器,采用两光轴正交的Nd∶YVO4激光晶体作为增益介质,消除单块Nd∶YVO4晶体对输出绿光的退偏作用,获得高偏振度的绿光输出,同时各晶体之间采用光学胶合的方法,实现了微片绿光激光器。在1.8 W抽运功率下,获得了偏振比为110∶1,功率为336 mW的绿光输出,光-光转换效率为18.7%。该激光器结构简单、体积小、成本低,适合于大批量生产。     

Nd∶YVO_4双频微片激光器的模式竞争研究

研究了双纵模双频微片激光器两模式之间的竞争效应,确定了在具有不同反射率输出镜的双频激光器腔内,模式之间的自饱和与交叉饱和系数的量值。在研究过程中,待定自饱和系数β与交叉饱和系数θ,建立双频微片激光器的耦合速率方程,仿真获得具有不同反射率输出镜的双频激光器输出相对功率并绘制其包络曲线。在实验中,通过改变激光器的腔参数获得双频激光的输出功率图谱,对比仿真得到的功率包络曲线来确定自饱和系数和交叉饱和系数。结果表明,当输出镜反射率分别为86%,81%,61%时,对应的自饱和系数分别约为0.68,0.66,0.52。即当双频激光腔输出镜反射率较小时,双纵模模式竞争较强;反之,模式竞争较弱。为获取较大频差双频激光输出,应采用反射率较高的输出镜。     

端面抽运矩形截面Nd∶GdVO_4晶体热效应研究

以解析分析理论为基础,研究矩形横截面Nd∶GdVO4晶体受到具有高斯分布的端面中心入射时,激光晶体温度场分布情况和晶体抽运面热形变分布情况。通过对半导体激光端面入射Nd∶GdVO4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,利用热传导方程(泊松方程)的一种新求解方法,得出了矩形截面Nd∶GdVO4晶体的温度场分布和端面热形变场通解表达式,同时对影响激光晶体温度场分布的各种因素进行了定量研究。研究结果表明,当使用输出功率为15W的半导体激光器端面中心入射Nd∶GdVO4晶体(晶体掺钕离子原子数分数为1.2%)时,在抽运端面中心获得189.0℃最高温升和1.37μm最大热形变量。这种方法还可以应用到其他激光晶体热问题研究中。     

全固化微脉冲Nd:GdVO_4激光器

研究了在不同透过率被动调Q情况下,全固态Nd:GdVO4激光器输出功率和脉宽随泵浦功率变化的关系,在静态情况下得到了光光转换效率为53％的激光输出。并且得到最小调Q脉宽27.29 ns。     

Nd:YVO_4双频微片激光器的热致频差调谐实验研究

实验研究了基于Nd…YVO4晶体的亚太赫兹(sub-THz)双频微片激光器(DFL)的热效应及其对输出激光信号频差的影响。在实验中,通过改变DFL的温度,实现了激光信号频差的调谐。实验结果表明,在一定温度范围内,DFL的激光信号频差随激光器温度的升高呈线性增长,以此可实现频差的温度调谐。     

二极管泵浦Nd∶GdVO_4晶体四波长激光器

采用简单的两镜腔结构,二极管泵浦Nd∶GdVO4晶体产生1063nm和1342nm近红外双波长调Q激光振荡。用KTP晶体和钽酸锂光学超晶格材料分别对1063nm和1342nm激光进行倍频,在泵浦功率为14W、声光开关重复频率15kHz时,同时获得1063nm和1342nm剩余基波功率为587mW和1.13W、相应的二次谐波绿光功率703mW和红光功率328mW的四波长激光输出,脉宽分别为23ns、55ns、18ns和43ns。     

二极管泵浦Nd:GdVO_4晶体四波长激光器

采用简单的两镜腔二极管泵浦Nd:GdVO4晶体产生1063nm和1342nm近红外双波长调Q激光振荡.用KTP晶体和钽酸锂光学超晶格材料分别对1063nm和1342nm激光进行倍频,在泵浦功率为14W、声光开关重复频率15kHz时,同时获得1063nm和1342nm剩余基波功率为587mW和1.13W、相应的二次谐波绿光功率703mW和红光功率328mW的四波长激光输出,脉宽分别为23ns、55ns、18ns和43ns.     

LD抽运Nd:YVO_4的平-平腔微片激光器

用一种简单方法实现了 LD端面抽运 Nd:YVO4 的平 -平腔微片激光器 ,获得波长为 1.0 6 4μm的基横模 (TEM0 0 )输出。抽运阈值为 4 0 m W,斜率效率为 2 9.4 %。简述了实验装置及结果。     

双端面抽运Nd:YVO_4激光器的理论和实验研究

基于传输矩阵理论,针对双端面抽运的"Z"型折叠腔Nd∶YVO_4 激光器的谐振腔设计进行了数值模拟,着重分析和比较了不同腔型稳定性的变化情况."Z"型折叠腔中关于臂长的选择对于稳定性影响较大,平凹腔在较低的泵浦功率范围更加稳定,双凹腔的稳区范围较小,但是却更适合在高泵浦功率下工作.分别采用平-凹和双凹腔型对Nd∶YVO_4的1 064 nm连续激光进行了研究,在相同腔长不同腔型下分别获得了稳定的1 064 nm高功率激光输出,谐振腔稳区范围和输出功率变化规律与理论计算吻合.     

激光二极管端面抽运圆形截面Nd∶GdVO_4晶体的热形变

以解析分析理论为基础,研究圆截面Nd∶GdVO4激光晶体受到具有高斯分布半导体激光端面中心入射时,晶体温度场分布和抽运面热形变分布情况。通过对激光二极管(LD)端面入射晶体工作特点分析,建立了符合实际工作情况的热模型,利用热传导方程新求解方法,得出了圆形截面Nd∶GdVO4晶体温度场分布和端面热形变场通解表达式,对比分析了圆形截面和矩形截面Nd∶GdVO4晶体的热形变。研究结果表明,当使用输出功率为15 W激光二极管端面中心入射Nd∶GdVO4激光晶体时,在抽运端面中心获得187.5℃最高温升和1.313μm最大热形变量。两种截面晶体具有相同的热形变形状,当截面尺寸不太大时,如果圆形截面晶体的半径等于矩形截面晶体半边长,最大热形变量将减少4.1%。这种方法还可以应用到其他圆形截面晶体热问题研究中,为有效解决激光系统热问题提供了理论依据。     

大功率全固态Nd:YVO_4激光器研究

近几年来，半导体激光器（LD）泵浦的全固态激光器由于其效率高，结构简单、稳定、寿命长等优点而成为激光研究领域的热点．其中全固态的绿光激光器件，已在一定的范围内替代氩离子激光器，而高功率输出的全固态红光激光器也必将在很大程度上替代氪离子激光器．目前，Nd：YVO4晶体是激光二极管泵浦的激光介质中最重要的晶体之一．国内外均进行了大量的研究和开发，大功率CW器件，国外已达到了水平大体是：LD泵浦基频光输出钭效率达72％，CW绿光（532um）光-光效率达32％,5W和10W已推出产品器件；CW红光（671nm）输出达430mW．我们应…     

LD泵浦双调Q Nd∶GdVO_4激光器实验研究

报道了采用半导体激光器(LD)单端泵浦Nd:GdVO4晶体,在谐振腔内同时利用声光器件、Cr4+:YAG晶体,实现1.06μm激光的双调Q运转。当泵浦功率为7.7W,重复频率为10kHz时,得到最短脉冲宽度20ns,单脉冲能量45.8μJ及相应峰值功率2.29kW的激光脉冲。     

高峰值功率窄脉宽宽温Nd…GdVO_4激光器

报道了一种可宽温稳定工作的高峰值功率亚纳秒被动调Q的Nd…GdVO_4激光器。激光振荡级采用平凹腔结构,以尾纤耦合半导体激光器端面抽运Nd…GdVO_4晶体,以Cr~(4+)…YAG作为可饱和吸收体进行被动调Q。在抽运吸收能量为5.9mJ时,振荡级输出峰值功率为1.5 MW,脉冲宽度为600ps的脉冲激光,单脉冲能量为0.9mJ,光-光转换效率为15.4%,光束发散角为1.2 mrad。采用端面抽运的双程放大结构对振荡级输出激光进行放大,最终得到峰值功率为3.5 MW,单脉冲能量为2.1mJ激光输出。测量了不同温度下的激光能量的变化,结果表明,在20~36℃的温度范围内,激光输出能量的抖动量(均方根)为5%。激光器结构紧凑、功耗低,可作为未来空间激光应用的光源。     

楔角Nd∶YVO_4晶体电光调Q激光器性能研究

通过对自然双折射晶体Nd∶YVO4偏振特性的研究,采用带有楔角的Nd∶YVO4晶体进行电光调Q,腔内可以不加入偏振片,这种设计有简化腔内元件、缩短腔长和降低损耗的优点,可得到更高的功率和更窄的激光脉冲宽度。实验使用尺寸3 mm×3 mm×5 mm,10°楔角的Nd∶YVO4晶体,用La3Ga5SiO14晶体作为退压式调Q元件,在1 kHz重复频率下,获得平均输出功率2.2 W,脉冲宽度6.3 ns,光-光转换效率39.2%,峰值功率超过300 kW的激光输出。     

高效率Nd：YVO_4激光器的特性研究

报道激光二极管泵浦的Ｎｄ：ＹＶＯ４激光器的激光特性研究。激光晶体Ｎｄ：ＹＶＯ４厚度为１ｍｍ，基横模（ＴＥＭ００模）输出功率为２７３ｍｗ，斜率效率为４１％。     

LD泵浦的1.34μm Nd∶YVO_4晶体高效率激光器

报道了光纤耦合输出大功率ＬＤ模块泵浦的１．３４μｍＮｄ∶ＹＶＯ４晶体高效率激光器,在泵浦功率为６．６Ｗ时,激光输出达２．２７Ｗ,光光转换效率为３４４％,斜效率达４５％。利用ＫＴＰ晶体进行腔内倍频,得到７０ｍＷ的０．６７μｍ激光输出     

Nd:GdVO_4/Cr:YAG微片式脉冲激光器

以Cr:YAG作为可饱和吸收体,实现了激光二极管(LD)端面抽运Nd:GdVO4晶体的微片式被动调Q激光器。Nd:GdVO4晶体的尺寸为3 mm×3 mm×1 mm,a向切割,Nd3+掺杂原子数分数为0.5%,抽运端面镀有对808 nm增透和对1.06μm高反的双色膜,作为激光谐振腔的输入镜。Cr4+:YAG的尺寸为9.5 mm×1.1 mm,初始透射率为77%,其外端面镀有对1.06μm透射率为15%的部分反射膜,作为激光谐振腔的输出镜。谐振腔的长度为5~6 mm。激光的抽运阈值为4.62 W,当抽运功率为13.86 W时,最大平均输出功率为0.98 W,相应的光光转换效率为7%,斜率效率为9.5%,最高重复频率、最大单脉冲能量和最短脉冲宽度分别为23.4 kHz,44.6μJ和2.9 ns,相应的峰值功率为15.4 kW。     

Nd∶GdVO_4晶体的生长与性能

报道了在Ｎ２＋Ｈｅ（３０％～５０％Ｖｏｌ）气氛中用提拉法成功地生长了Ｎｄ∶ＧｄＶＯ４晶体。激光实验中，ＬＤ泵浦功率为３５０ｍＷ，采用端泵方式获得波长为１０６０ｎｍ的激光输出，ＴＥＭ００基模方式运行，阈值泵浦功率为９５ｍＷ，输出功率为１３ｍＷ，斜效率为５％。