掺Nd3+玻璃微球阵列激光器的热学性能研究

为了研究二极管阵列抽运折射率匹配液冷却的掺Nd3+玻璃微球阵列增益区产生的热效应,采用FLUENT6.3.26软件建立了激光器增益区流场的热-流-固耦合模型,利用有限元分析法,模拟分析了钕玻璃微球阵列的温度分布与自身尺寸、匹配液流速、微球层数和抽运频率的变化关系及其对热畸变的影响。由模拟结果可知,固体微球激光器的热恢复时间短,冷却效果与微球层数无关,流速增加对小尺寸微球的冷却效果无明显改善;当抽运频率为1Hz时,直径为2mm和4mm的微球增益区的单程最大光程差为3.1nm和51.9nm。结果表明,该构型激光器具有高效的冷却能力。这一结果对微球阵列激光器的热管理是有帮助的。     

LD抽运的Nd~(3+):YAG-Cr~(4+):YAG组合单晶自调Q激光器的研究

用激光二极管 (LD)连续抽运单体复合型Cr4+∶YAG Nd3 +∶YAG单晶微棒 ,获得重复频率为 10kHz ,脉冲宽度为 10ns的调Q激光输出。输出平均功率为 18mW ,实验结果与理论计算的脉冲宽度和重复频率与抽运功率之间的关系基本相符     

透镜组耦合793nm LD抽运掺Tm~(3+)光纤激光器

为了实现2μm激光高效输出,采用793nm激光二极管端面抽运掺Tm3+光纤激光器的方法设计了抽运光耦合系统,分析了掺Tm3+光纤激光器的交叉弛豫效应及热效应,并进行了相关的实验研究。结果表明,获得耦合系统的耦合效率为84%;当入纤抽运光功率为70W时,获得34W激光输出,斜率效率为59%,中心波长为2001.2nm,光束质量M2≤1.2。该研究结果对掺Tm3+光纤激光器的设计具有指导意义。     

泵浦调Q的Nd~(3+):YAG激光器输出特性研究

对泵浦调Q Nd3+:YAG固体激光器进行了实验研究.分析了电光调Q的Nd3+ :YAG激光器的输出特性.当泵浦电压从500-950V逐渐增大时,激光器单次脉冲能量逐渐变大,且满足近似线性变化关系;多次测量中稳定度从2.9%提高到0.5%;当泵浦电压从500-950V逐渐增大时,激光器的单次脉冲宽度逐渐变小,多次测量中稳定度从21.6%提高到10.5%;激光器的单次脉冲峰值功率近似线性增加.研究表明泵浦电压在700-900V时,激光器的单次脉冲能量和单次脉冲宽度比较稳定,稳定度分别近似为1%和13%.     

共掺Er~(3+):Yb~(3+)磷酸盐玻璃光波导激光器的发展

介绍了共掺Er3 :Yb3 的磷酸盐玻璃光波导激光器的特点、能级结构、激光器的速率方程、传输方程和光波导的制作方法;同时还介绍了共掺Er3 :Yb3 的磷酸盐玻璃光波导激光器的国内外研究的进展状况及其发展趋势。     

端面抽运绿色固体激光器控温性能优化的研究

在激光二极管(LD)端面抽运绿色固体激光器控温部分的设计中通过引入有限元方法(FEM),使用ANSYS有限元分析软件,通过稳态热模拟和瞬态热模拟对控温部分的结构进行了热分析,并且根据模拟的结果对结构进行了优化。研究结果表明,在同样的制冷量输入下,优化后控温部分的控温能力提高了10%左右,较初始结构有明显改善。根据优化后的结构制作了实验装置,并且对实验装置的控温能力进行了测试,通过对比实验测试数据和ANSYS热模拟的数据,确认相互之间的误差小于5%。证实了有限元分析对改善温控激光二极管端面抽运绿色固体激光器控温部分性能有明显的效果。     

LD泵浦Nd~(3+)∶YVO_41342nm激光器实验研究

介绍了LD泵浦Nd3 + ∶YVO4 134 2nm激光器得到 2 96mW的激光输出 ,最大斜率效率达到 2 1.2 %。同时给出了 134 2nm激光的光谱曲线及其输入 输出功率特性曲线。     

Nd~(3+)玻璃激光器选模调Q技术的实验研究

目前国内外已有不少报道以YAG或YLF等晶体为工作介质进行预激光调Q选单纵模,并取得良好的效果,而用Nd~(3+)玻璃为工作介质进行这方面工作的报道尚属少见。众所周知,单纵模的获得是以单横模为前提的,为此我们在钕玻璃激光器上首先进行了选模(横模)调Q技术的实验,很容易就获得方向性极好的TEM_(00)模或某一低价横模的高功率激光输出,实现了     

Nd~(3 )∶YAG微球激光器的选择性激发

利用离轴照明选择性激发高Ｑ值Ｎｄ３＋∶ＹＡＧ小球，测量到与体材料不同的激光振荡，例如１．０３６５μｍ的激光谱线     

掺Nd3+离子的高硅氧玻璃微片激光器

将SiO2含量超过97wt%的具有纳米级微孔的多孔高硅氧玻璃浸泡在含有Nd^3＋离子的溶液后取出,在1100℃烧结成透明无孔高硅氧玻璃。在800nm的激光抽运下,这种Nd^3＋离子掺杂的高硅氧玻璃微片激光器实现了斜率效率为62%,光-光转换效率为42%,波长为1064nm的激光输出。     

腔内倍频Nd~(3 )∶GdVO_4/LBO深蓝456nm激光器的工作特性

在激光二极管(LD)抽运腔内倍频Nd3 ∶GdVO4/LBO深蓝456 nm激光器中,为对比激光晶体掺杂浓度对倍频输出功率的影响,利用同样尺寸为3 mm×3 mm×2 mm,稀土离子掺杂原子数分数分别为0.15和0.25的Nd3 ∶GdVO4晶体作为对比。实验中利用同样长为20 mm的线性直腔,在使用10 mm长、按基频光为914 nm方向切割的Ⅰ类相位匹配倍频晶体LBO,在抽运功率为2.85 W时,前者获得了输出功率为105 mW的深蓝456 nm激光,明显高于后者。通过对准三能级激光晶体的最佳长度分析表明,掺杂原子数分数为0.15的Nd3 ∶GdVO4晶体与0.25的相比,其实际长度更加接近于最佳长度。通过对倍频晶体LBO的最佳切割角和温度控制等分析表明,利用针对914 nm基频光切割的LBO晶体在912 nm激光器中,其切割角的差别可以通过温控的改变得到补偿。     

基于啁啾光纤光栅的被动锁模掺Yb~(3+)激光器

基于啁啾光纤布拉格光栅(C-FBG)与半导体可饱和吸收镜(SESAM)相结合实现了光纤掺Yb3+线型锁模激光器。采用976nm半导体激光器,以高掺杂浓度的掺Yb3+光纤作为增益介质,以SESAM作一端的反射镜,以C-FBG引入大的负色散,并作为另一端反射镜,最终获得了稳定皮秒脉冲序列的输出。其中心波长为1045nm,平均功率为12mW,基频重复频率为17.07MHz,脉宽约为3ps。详细讨论了高阶锁模光脉冲的演化方式。该锁模光纤激光器可以完全自启动,可以长时间稳定工作,有望成为高功率超短脉冲激光器的种子源。     

基于微通道热沉的片状激光放大器散热模拟及优化

为实现片状结构高重复频率大能量激光放大器的高效热管理,采用有限元分析(FEA)方法,充分考虑增益介质内部非均匀热分布、微通道热沉中的流速、对流扩散等影响因素,引入流-热-固多物理场耦合数值分析模型,对激光放大器热沉进行分析优化,并基于优化结果探讨了不同流速下微通道热沉的散热冷却能力。模拟结果表明：当基底厚度H_b=2 mm、单个微通道高度H_c=4 mm和宽度W_c=0.4 mm、两微通道的间距W_w=0.3 mm时,微通道热沉冷却能力最强,热阻最小;微通道内冷却液流速过大会导致较大的流动压力损失;微通道热沉的平均等效换热系数可达50000 W/(m²·K)。     

掺Yb~(3+)光纤环形腔与直腔激光器的比较研究

对带尾纤半导体激光器 (LD)抽运的掺Yb3 + 光纤环形腔与直腔激光器进行了比较研究。改变腔结构 ,则激光输出波长改变。环形腔激光器具有较低的腔损耗及阈值 ,而直腔激光器输出激光则有更窄的光谱半功率宽度(FWHM )。     

基于300μm微片激光器生成涡旋空心光束的研究

为了探究涡旋空心光束在端面抽运Nd∶YVO₄微片激光器中的生成条件及其变化因素,构建了一种基于轴棱锥-透镜组生成环形抽运光的新方法。采用ZEMAX对抽运光进行了仿真分析,并基于热效应分析进行了模式匹配计算,通过实验成功得到了环形抽运光和环形空心激光输出,并通过实验验证了输出光为1阶涡旋光。结果表明,该方法能够生成光束大小可控的808nm抽运光,其光斑半径可随轴棱锥锥顶与透镜焦平面的相对位置快速变化;并且该抽运光能够使谐振腔长度为300μm的微片激光器输出稳定的1064nm 1阶拉盖尔-高斯涡旋空心光束。此研究结果对于微片激光器输出涡旋空心光束的实际方法的建立具有重要的指导意义。     

Nd~(3+)掺杂浓度对无水冷Nd:YAG激光器输出特性的影响

采用理论分析与计算机模拟相结合的方法,研究了钕离子掺杂浓度对LD泵浦的无水冷Nd:YAG激光器的荧光分布、激光建立时间、输出激光的能量及脉宽等激光输出特性的影响。搭建了双半环形LDA侧面泵浦的低频无水冷电光调Q Nd:YAG激光器实验平台,对Nd3+掺杂浓度为1%、0.8%、0.6%的激光晶体分别进行实验测试,给出了LD泵浦的无水冷Nd:YAG激光器的Nd3+掺杂浓度与激光建立时间、激光输出能量、脉宽等参量的定量关系曲线,实验结果与理论分析结果基本相符。     

NaGdF_4:Nd~(3+)纳米球和纳米棒的热淬灭特性

采用水热法制备出了掺钕四氟化钆钠(NaGdF4:Nd3+)纳米球和纳米棒。用X射线衍射(XRD)仪和扫描电镜(SEM)对纳米晶的晶型结构以及形貌进行了表征。研究了纳米晶在室温下的发光特性,并与体材料作对比。对于Nd3+发光的热淬灭特性,拟合了纳米晶和体材料在变温荧光下的实验数据。发现与体材料相比,NaGdF4:Nd3+纳米晶具有更小的热淬灭速率,纳米球与纳米棒的热淬灭速率相近。     

掺Nd3+离子的高硅氧玻璃微片激光器

将SiO2含量超过97wt%的具有纳米级微孔的多孔高硅氧玻璃浸泡在含有Nd3+离子的溶液后取出,在1100℃烧结成透明无孔高硅氧玻璃.在800nm的激光抽运下,这种Nd3+离子掺杂的高硅氧玻璃微片激光器实现了斜率效率为62%,光-光转换效率为42%,波长为1064nm的激光输出.     

激射波长和泵浦波长对掺Yb~(3+)双包层光纤激光器的影响

为探讨激射波长和泵浦波长对掺Yb3+双包层光纤激光器的影响,数值模拟了泵浦波长为975nm和915nm,激射波长在1050nm至1120nm范围变化时,掺Yb3+双包层光纤激光器的输出特性.结果表明,当泵浦波长为975nm,激射波长在1088nm左右,以及泵浦波长为915nm时,激射波长在1080nm左右时,双向泵浦和反向泵浦的掺Yb3+双包层光纤激光器输出功率达到最大值.与915nm的泵浦源相比,利用975nm泵浦可使泵浦阈值功率降低以及获得更高的激光翰出功率.泵浦波长为975nm和915nm时,激射波长在1090nm附近,阈值功率达到最低值.所得的结果对激光器的优化设计具有重要意义.