LDA抽运Nd:YLF再生放大器的实验研究

研制了一台激光二极管列阵(LDA)抽运的Nd:YLF再生放大器。再生放大器工作波长1053 nm，重复频率1 Hz，输出4 ns宽基横模TEM00激光脉冲的能量为2 mJ。总放大倍数达到了1×10 7，输出能量稳定性优于±4.7%(峰值)。给出了再生放大器的实验装置和有关实验结果。     

高稳定激光二极管抽运Nd∶YLF再生放大器

设计并实现了一种放大纳秒激光脉冲的高稳定的激光二极管(LD)抽运Nd∶YLF再生放大器。为了获得高稳定的输出,再生放大器工作在饱和状态。此时,再生放大器输出稳定性最好,而且注入激光脉冲能量波动引起的输出激光脉冲波动被抑制。由于增益饱和效应,再生放大器输出脉冲出现时域波形失真,附加后缀脉冲能够减弱时域波形失真。放大器工作波长1053nm,工作频率1Hz。输入240pJ的3ns方波激光脉冲,输出激光脉冲能量4.2mJ,总增益大于107,不稳定度小于1%(均方根),方波扭曲1.33。为3ns方波激光脉冲引入其本身幅度0.75倍的后缀脉冲,输出激光脉冲方波扭曲由1.33降至1.17。     

激光二极管侧抽运Nd∶YLF多程放大实验研究

进行了激光二极管侧抽运Nd∶YLF多程放大实验研究。设计了高增益的激光二极管侧抽运Nd∶YLF放大腔,通过对放大器的优化设计避免了自激的出现。放大器工作波长为1053nm,工作物质为c轴Nd∶YLF,重复频率1Hz,采用单个放大腔四程放大的光路结构,放大腔总抽运功率为1.8kW,激光二极管的中心波长为797nm,放大腔中激光二极管采用环状密耦合的方式,实现了高效抽运。种子激光能量为0.1μJ,脉宽为7.5ns,M2≤1.1,稳定性为±8%。放大器输出能量为2.9mJ,脉宽为6.7ns,M2平均为1.65,稳定性为±6.9%,总增益为2.9×104倍。     

激光二极管侧抽运Nd:YLF多程放大实验研究

进行了激光二极管侧抽运Nd:YLF多程放大实验研究.设计了高增益的激光二极管侧抽运Nd:YLF放大腔,通过对放大器的优化设计避免了自激的出现.放大器工作波长为1053 nm,工作物质为c轴Nd:YLF,重复频率1 Hz,采用单个放大腔四程放大的光路结构,放大腔总抽运功率为1.8 kW,激光二极管的中心波长为797 nm,放大腔中激光二极管采用环状密耦合的方式,实现了高效抽运.种子激光能量为0.1μJ,脉宽为7.5 ns,M2≤1.1,稳定性为±8%.放大器输出能量为2.9 mJ,脉宽为6.7 ns,M2平均为1.65,稳定性为±6.9%,总增益为2.9×104倍.     

高稳定激光二极管抽运Nd:YLF再生放大器

设计并实现了一种放大纳秒激光脉冲的高稳定的激光二极管(LD)抽运Nd:YLF再生放大器.为了获得高稳定的输出,再生放大器工作在饱和状态.此时,再生放大器输出稳定性最好,而且注入激光脉冲能量波动引起的输出激光脉冲波动被抑制.由于增益饱和效应,再生放大器输出脉冲出现时域波形失真,附加后缀脉冲能够减弱时域波形失真.放大器工作波长1053 nm,工作频率1 Hz.输入240 pJ的3 ns方波激光脉冲,输出激光脉冲能量4.2 mJ,总增益大于107,不稳定度小于1%(均方根),方波扭曲1.33.为3 ns方波激光脉冲引入其本身幅度0.75倍的后缀脉冲,输出激光脉冲方波扭曲由1.33降至1.17.     

激光二极管列阵抽运的高稳定Nd∶YLF环形激光器

成功研制了一台激光二极管列阵 (LDA)抽运的高稳定Nd∶YLF环形激光器。用输出激光强度负反馈控制谐振腔的增益 ,建立了准连续的～ 10 0 μs宽预激光状态 ,然后在此预激光基础上调Q。由于预激光模式与谐振腔固有模式一致并且具有一定强度 ,调Q脉冲的建立时间和幅度都很稳定。实验结果为 :输出调Q脉冲强度起伏不超过4 3% ,时间抖动小于± 4ns。     

激光二极管列阵抽运的高稳定Nd：YLF环形激光器

成功研制了一台激光二极管列阵(LDA)抽运的高稳定Nd:YLF环形激光器.用输出激光强度负反馈控制谐振腔的增益,建立了准连续的～100 μs宽预激光状态,然后在此预激光基础上调Q.由于预激光模式与谐振腔固有模式一致并且具有一定强度,调Q脉冲的建立时间和幅度都很稳定.实验结果为:输出调Q脉冲强度起伏不超过4.3%,时间抖动小于±4 ns.     

Nd∶YLF激光放大器实验研究

描述了LD阵列侧面泵浦Nd∶YLF激光放大器的实验研究,采用LD阵列紧密围绕棒状Nd∶YLF直接泵浦,这种结构不但提高泵浦光利用率,而且具有很好的泵浦均匀性。该激光放大器的口径为3mm,在1053nm小信号增益为2.84。     

激光二极管抽运低温Yb∶YAG再生放大器

通过对Yb∶YAG晶体荧光谱线的分析,讨论了其低温条件下的增益特性。利用激光二极管作为抽运源,采用背向端面抽运方式,使用掺杂原子数分数为8%的片状Yb∶YAG晶体,搭建了一台低温条件下工作的再生放大器。通过小能量信号光注入,在-90℃的低温下,可以得到重复频率10Hz,脉宽10ns,能量10.3mJ的激光脉冲输出,放大倍数达107倍。     

激光二极管端面抽运Nd∶YAG的端面形变

研究了端面抽运Nd∶YAG晶体的抽运面形变场分布,采用一种新的测量端面形变场分布的实验方法———光束扫描法。让参考光沿晶体的端面小步距扫描,比较有无抽运光时各扫描点在探测面上光点位置的移动情况,通过几何分析与数值计算,可逐段得到端面的形变场分布。通过与理论上在理想模型下所求解的结果比较,发现实验值与理论值基本一致,晶体的端面形变场最大峰值处的抽运光在端面的聚焦位置处。另外发现端面的形变场分布的对称性受抽运光对称性影响,且曲线不光滑。该方法解决了端面抽运Nd∶YAG晶体的抽运面形变场分布难以测量的问题,且易于实现和操作。     

激光二极管抽运Nd∶YAG双薄片激光器

激光介质的热效应是高平均功率固体激光器面临的最大挑战,采用薄片激光介质是解决热效应的有效手段之一。当在抽运区尺寸远大于薄片厚度并且抽运光均匀分布的条件下,热流近似为沿厚度方向的一维分布,从而大大降低介质的热透镜效应和热致应力双折射。设计了四通光学耦合系统,通过提高二极管激光器阵列输出激光强度分布的均匀性,并优化经微柱透镜准直后光束的发散角,实现了抽运光的近平顶分布。采用两片1 mm厚的Nd∶YAG薄片激光介质,在两个峰值功率2000 W,占空比为15%的二极管激光器阵列抽运下,获得了峰值功率1440 W,平均功率216 W的准连续激光输出,光光转换效率达到36%,电光转换效率超过16%,在稳腔下测得的光束质量M2因子约为12×13。     

1.5kW激光二极管抽运Nd∶YAG薄片激光器

报道了一台输出功率超过1.5kW的激光二极管抽运Nd∶YAG双薄片激光器。设计了四通光学耦合系统,通过优化经微柱透镜准直后光束的发散角,实现了抽运光的近平顶分布。薄片激光介质镀完介质膜后镀Ti,Pt,Au实现金属化,再采用铟焊工艺焊接在铜微通道冷却器上,以提高散热效率和冷却的均匀性。采用两片直径40mm,厚度1.3mm的Nd∶YAG薄片激光介质,在两个二极管激光器阵列抽运下,当每个薄片上的抽运峰值功率为17.7kW,占空比10%时,获得了平均功率1.52kW的准连续激光输出,光-光转换效率达到43%,电-光转换效率超过20%。     

Nd:YLF激光放大器实验研究

描述了LD阵列侧面泵浦Nd：YLF激光放大器的实验研究，采用LD阵列紧密围绕棒状Nd：YLF直接泵浦，这种结构不但提高泵浦光利用率，而且具有很好的泵浦均匀性。该激光放大器的口径为φ3mm，在1053nm小信号增益为2．84。     

162W激光二极管抽运Nd∶YAG腔内倍频激光器

根据激光介质的热透镜焦距及其随抽运功率的变化,设计了大模体积高准直稳定性谐振腔以获得较大的模体积,同时使谐振腔对热焦距的变化和机械对准的扰动不灵敏。这种设计可以提高激光器的效率和稳定性,并且使输出激光具有较好的光束质量。采用双声光Q开关提高关断功率,在输出功率1250 W的连续激光二极管阵列抽运下,获得了210 W的调Q激光输出。采用工作温度80℃的Ⅱ类匹配KTP晶体,以避免KTP晶体的灰色轨迹效应,对KTP晶体采用半导体温控系统控温,在重复频率10 kHz时获得了162 W的调Q绿光输出,光-光转换效率达到13%,脉宽约为80 ns,光束质量M2因子约为20。     

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%。     

LD泵浦再生放大器技术研究

再生放大器作为一种具有极高增益的前置放大器,在获取窄脉宽、高峰值功率激光过程中具有重要作用。本文对再生放大器的传统光路进行了改进,通过光路设计与精确时间控制,将脉冲单选功能集成到再生放大过程中,进行了腔内单选再生放大器技术研究,实验证明这种改进是完全可行的。     

高重复率半导体激光抽运Nd∶YAG放大器激光特性的实验研究

实验研究了高重复率、大功率半导体激光二极管阵列(LDA)侧面环绕抽运的Nd∶YAG激光放大器的放大特性、热焦距变化和热致双折射效应引起的退偏特性。偏振光经千赫兹高功率单通激光放大器,获得约3倍的光脉冲能量放大,脉冲宽度基本保持不变,其输出的P分量与S分量的能量比趋于常数3∶1,实验测得的能量放大倍率及放大光束的椭圆偏振度与理论预期吻合很好。     

激光二极管列阵抽运Nd:YAG/LBO大功率蓝光激光器

报道了激光二极管列阵(LDA)端面抽运全固体腔内倍频大功率蓝光激光技术的研究。采用复合Nd：YAG晶体作为增益介质，并利用半导体致冷器(TEC)对激光晶体的温度进行精密控制。倍频晶体采用Ⅰ类临界相位匹配方式切割的LBO晶体。谐振腔为Ⅴ型结构。根据大功率抽运条件下激光晶体热透镜效应严重，且热透镜的焦距会随着抽运功率的增大逐渐变短的特点，计算出最大抽运功率条件下激光晶体的热透镜焦距，依据此数据来优化谐振腔结构，使激光器实现最佳模式匹配和倍频效率，得到高效蓝光激光输出。在可吸收抽运功率为18．5W时，473nm蓝光激光输出功率为1．38w，抽运光-倍频光的光-转换效率为7．5％。     

914nm LD端面抽运Nd:YVO4 100kHz皮秒再生放大器

采用Nd:YVO4晶体带内抽运波长914nm,降低激光二极管(LD)连续抽运时晶体的热负荷和端面热应力,提高高重复频率Nd:YVO4皮秒再生放大器输出性能。研究分析了普克尔盒加压脉宽对工作频率为100kHz的Nd:YVO4再生放大器输出脉冲稳定性的影响,在吸收914nm抽运功率为68W,通过控制普克尔盒加压脉宽,实现了对单脉冲能量为1nJ、脉宽为5.7ps、频率为42.7MHz的全固态Nd:YVO4半导体可饱和吸收镜(SESAM)锁模种子激光脉冲的稳定的100kHz皮秒激光再生放大,输出平均功率为21.2W。     

氙灯抽运锁模脉冲再生放大器研究

搭建了一套声光锁模为主振荡器,氙灯抽运的再生放大系统。通过光路设计和精确的时间控制,将脉冲单选模块集成到再生放大腔中。在工作频率20 Hz时,再生放大器输出单脉冲能量≥3.2 mJ,能量放大倍数≥3×104,脉冲宽度305 ps,单脉冲输出100%,光束质量近衍射限。