基于WS2可饱和吸收体的脉冲激光器研究

利用WS₂的可饱和吸收特性,在激光二极管侧面抽运Nd:YAG固体激光器Z型腔结构中分别实现了被动调Q和被动调Q锁模运转。实验表明:当泵浦电流为9.5 A时,开始启动调Q运转,当泵浦电流大于9.8 A时,调Q激光脉冲趋于稳定。当泵浦电流为12.8 A时,被动调Q输出的最大平均功率为466 mW,最窄脉冲宽度为3.205 μs,对应的重复频率为71.70 kHz,此时最大单脉冲能量为6.5 μJ。当泵浦电流达到13.4 A时,激光器实现调Q锁模运转。调Q锁模的最高输出功率为590 mW,调Q包络频率为71.98 kHz,单个调Q包络内的脉冲串重复频率123.1 MHz,每个调Q包络中包含369个脉冲,单脉冲能量为22.2 nJ。结果表明WS₂材料可以作为可饱和吸收体用于固体激光器中。     

基于金纳米双锥吸收体的1.3μm调Q锁模激光实验

利用种子介导生长法制备了金纳米双锥可饱和吸收体,并且用于1.3μm调Q锁模激光器.采用五镜折叠腔设计,实现了LD泵浦1.3μm调Q锁模脉冲激光运转,在泵浦功率为5.162 W时,调Q锁模的平均输出功率为368mW,调Q包络脉冲宽度为1 770ns,对应包络内锁模脉冲重复频率为75.4 MHz.     

基于WS_2可饱和吸收体的调Q锁模Tm,Ho:LLF激光器

采用聚乙烯醇塑料膜为基质的WS_2作为可饱和吸收体,在Tm,Ho:LiLuF_4全固态激光器中实现了被动调Q锁模运转.以掺钛蓝宝石激光器作为抽运源,当最大吸收抽运功率为2.6 W时,激光输出功率为156 mW,典型的调Q脉冲包络重复频率为25 kHz,脉宽约为300μs.当吸收功率大于1.39 W时,进入稳定调Q锁模运转,对应锁模脉冲序列的重复频率为131.6 MHz,调整深度接近100%.结果表明:WS_2可以作为2μm波段全固态激光器锁模的吸收体材料.     

GHz重复频率亚百飞秒克尔透镜锁模Yb:CaYAlO4激光器

GHz重复频率飞秒激光具有高单纵模功率和高采样速率等优点,在科学前沿和工业加工等领域具有重要的应用价值.受限于锁模原理和泵浦源的可用功率, GHz重复频率克尔透镜锁模激光器的平均输出功率通常仅为数十到百毫瓦量级,限制了其直接应用.基于此,本文报道了利用高功率单模光纤激光器泵浦的GHz重复频率高功率克尔透镜锁模飞秒激光器.通过合理的腔模设计,构建了四镜环形腔结构,使晶体中激光模式可以和整形后的泵浦光形成良好匹配,以利于软孔克尔透镜锁模的实现.在8 W的泵浦功率下,首次在Yb:CaYAlO₄激光器中实现了GHz重复频率的亚百飞秒高功率锁模运转,平均输出功率为2.1 W,重复频率为1.8 GHz,脉冲宽度为88 fs,对应峰值功率大于10 kW.该实验结果表明Yb:CaYAlO₄晶体具有产生GHz重复频率高功率飞秒激光的潜力,高功率短脉宽GHz飞秒激光器可为光学频率梳和微加工等领域提供优质光源.     

多波长半导体激光阵列端泵Nd:YAG脉冲激光器

研制了无温控多波长激光二极管阵列端面泵浦Nd：YAG电光调Q激光器。采用4 000 W多波长准连续激光二极管阵列作为泵浦源,快轴准直镜与透镜导管作为泵浦耦合系统,端面泵浦φ6 mm×60 mm的Nd：YAG晶体,并采用RTP晶体进行电光调Q实验。在重复频率5 Hz、室温（25℃）时,激光器获得了最大输出能量74.4 mJ、脉宽15 ns的1 064 nm脉冲激光输出,光光转换效率达到11%。在25~55℃的工作温度下,对多波长LDA的光谱特征与激光器的输出特性作了测试,激光器输出能量随着工作温度的上升而先迅速下降再逐步保持稳定,当重复频率分别为5 Hz和10 Hz时,激光器对应的最低输出能量分别为48 mJ与37 mJ。     

离子注入GaAs实现双包层掺镱光纤激光器被动调Q锁模

用离子注入的半绝缘GaAs晶片作为吸收体和输出镜，在双包层掺镱光纤激光器上实现了调Q锁模. 离子注入的能量为400keV的As+离子，注入剂量为1016/cm2，然后在600℃下退火20min. 当抽运功率为5W时, 脉冲平均输出功率为200mW, 调Q包络重复频率为50kHz, 半高宽为4μs，锁模脉冲重复频率为15MHz. 关键词： 离子注入GaAs 掺镱光纤激光器 被动调Q锁模     

用表面态型半导体可饱和吸收镜实现Yb∶YAG激光器被动调Q锁模

制作了一种新型的半导体可饱和吸收镜——表面态型半导体可饱和吸收镜. 用表面态型半导体可饱和吸收镜作为被动锁模吸收体实现了半导体端面泵浦Yb∶YAG激光器被动调Q锁模. 在泵浦功率仅有1.4 W的情况下，获得了调Q锁模脉冲序列，锁模平均输出功率1 mW，锁模脉冲重复频率200 MHz     

基于MoO_3可饱和吸收体的掺镱被动锁模光纤激光器

报道了一种基于MoO_3可饱和吸收体的连续锁模、调Q锁模掺镱光纤激光器.采用环形腔结构,在泵浦功率为95mW时,获得了稳定的重复频率为17MHz的连续锁模脉冲输出,单脉冲宽度为130ps,光谱中心波长为1 067.06nm,谱线3dB带宽为0.27nm.在泵浦功率为280mW时,产生稳定的调Q锁模脉冲输出.当泵浦功率从280mW变化到400mW的过程中,调Q锁模包络重复频率从26.51kHz变化到48.7kHz,包络半高宽度从14.6μs变化到4.1μs,子脉冲的宽度和光谱中心波长基本保持不变,谱线3dB带宽变为0.62nm.     

7.13 W全固态1 319 nm宏微脉冲激光器

 研制了一台高效率全固态平均功率7.13 W的1 319 nm宏微脉冲激光器。激光器采用热稳Z形折叠腔,增益模块采用自行研制的准连续15个二极管芯片环形泵浦的Nd:YAG模块,采用主动声光锁模器作为锁模元件,并在腔内插入倍频KTP晶体对激光器的输出尖峰进行抑制。为了获得稳定的锁模状态,对激光器腔长进行了精确设计和调节。当激光器腔长与锁模器驱动频率匹配时,获取了宏脉冲重复频率400 Hz、脉宽约190 μs,微脉冲重复频率95.6 MHz、脉宽小于1.0 ns的1 319 nm激光脉冲。     

超低阈值Q调制，锁模Yb3+光纤环形腔激光器

 在一种掺镱（Yb³⁺）光纤锁模激光器中。谐振腔采用近“8”字形环形结构，并巧妙地引入半导体可饱和吸收镜（SESAM），腔内引入起偏器和偏振控制器，利用非线性偏振旋转的被动锁模机理，结合SESAM慢可饱和吸收体的自启动作用，在极低的泵浦功率下，实现了稳定的调Q脉冲输出和锁模输出。当泵浦功率为18 mW时，调Q脉冲重复频率为16 kHz，脉冲宽度4 μs，光谱宽度为2.34 nm。当泵浦功率为60 mW时，实现了激光器连续锁模，输出功率8 mW，重复频率20 MHz，光谱宽度3.54 nm，脉宽在ps和亚ps量级，而且在调整偏振控制器的角度时，观察到了波长的调谐现象，调谐范围为1 028~1 530 nm。     

Diode-pumped passively Q-switched Nd:YVO4 laser with GaAs saturable absorber

The intracavity photon density is assumed to be of Gaussian spatial distributions and its longitudinal variation is also considered in the rate equations for a laser diode(LD)end-pumped passively Q-switched Nd:YVO4 laser with GaAs saturable absorber.These space-dependent rate equations are solved numerically.The dependences of pulse width,pulse repetition rate,single-pulse energy,and peak power on incident pump power are obtained.In the experiment,the LD end-pumped passively Q-switched Nd:YVO4 laser with GaAs saturable absorber is realized and the experimental results are consistent with the numerical solutions.     

激光二极管抽运的GaAs被动Q开关Nd：YVO4激光器

利用固体可饱和吸收体砷化镓（GaAs）作为被动调Q元件，实现了激光二极管抽运平－凹腔掺钕钒酸钇（Nd:YVO4）激光调Q运转，详细测量了砷化镓被动调QNd:YVO4激光输出特性，获得脉宽15ns，重复频率470kHz，光束质量M^2=1.31的激光输出，调Q激光运转阈值为500mW，并数值求解了砷化镓被动调Q速率方程，讨论了被动调Q机理以及调Q脉冲宽度和脉冲重复频率对抽运速率的依赖关系，理论计算结果与实验结果相一致。     

Multi-watt Q-switched Nd:YVO_4 laser with GaAs output coupler

A passively Q-switched operation of a diode-pumped Nd.YVO_4 laser is demonstrated, in which a GaAsfilm is used as the saturable absorber as well as the output coupler. At the pump power of 10 W, a stablefundamental-mode average power output of 2.11 W was obtained with a pulse duration of 140 ns, pulseenergy of 76 μJ and pulse repetition rate of 28 kHz. A theoretical analysis that describes the passiveQ-switching dynamics of GaAs is presented.     

Passive mode locking of a diode-pumped Nd:Gd 0.64 Y 0.36 VO 4 laser with a GaAs saturable absorber mirror

We report a diode-pumped Nd:Gd_0.64Y_0.36VO₄ laser passively mode locked by using a GaAs saturable absorber mirror. Both the Q-switched and continuous-wave (CW) mode locking were experimentally realized. The CW mode-locked pulses have a pulse width of about 8.8 ps at a repetition rate of 161.3 MHz. Limited by the available pump power, a maximum output power of 2.47 W was obtained for the CW mode-locked pulses with a slope efficiency of about 26.6%.     

AlGaInAs半导体饱和吸收体调Q特性的理论与实验研究究

利用通过金属化学气相沉积法长成的AlGaInAs饱和吸收体,对808 nm LD泵浦的Nd:YVO₄键合晶体进行被动调Q,获得了波长为1.06 mm的激光脉冲,测量了脉冲能量、脉冲宽度、脉冲重复率随泵浦功率的变化。当泵浦功率为10.57 W时,激光平均输出功率为3.45 W,斜效率为39 %,重复频率达到最大值101 kHz。当泵浦功率为8.07 W时,脉冲宽度达到最小值1.76 ns。利用速率方程对该激光器进行理论分析,计算出输出脉冲能量、峰值功率、脉冲宽度和重复频率的理论值,实验结果和理论结果基本一致。     

低温GaAs被动调Q锁模Nd:Gd0.42 Y0.58VO4 混晶激光器特性研究

采用低温生长GaAs晶体作为被动饱和吸收体兼输出镜,实现了Nd:Gd0.42Y0.58VO4混晶激光器的调Q锁模运转.研究了Nd:Gd0.42Y0.588VO4激光器的基频运转特性.在输出镜透射率T=10%、腔长L=40 mm的情况下,当抽运功率为8.6 W时,获得激光输出功率3.78 W,光-光转换效率为43.9%.并测量了Nd:Gd0.42Y0.58VO4混晶被动调Q激光器的输出特性.实验结果表明激光器调Q运转阈值为2 W,当抽运功率为3.7 W时,激光器出现调Q锁模行为;当抽运功率为8.6 W时,激光器调Q锁模深度达70%以上,对应的脉冲包络重复频率为670 kHz,半峰全宽为180 ns,平均输出功率为1.35 W,光-光转换效率为15.7%.     

Diode end-pumped passively Q-switched Nd:YAG ceramic laser with Cr4+:YAG saturable absorber

We report on a diode end-pumped passively Q-switched Nd:YAG ceramic laser. By using a Cr⁴⁺:YAG single crystal with an 80% initial transmission as the saturable absorber, stable Q-switched pulses with a 126-μJ pulse energy, a 12-ns pulse width, and an 8.4-kHz pulse repetition rate have been obtained. The Q-switching performance of the laser under different saturable absorption strengths and output couplings was experimentally investigated.     

LD抽运Cr4+∶YAG高重复率被动调Q Nd∶YVO4激光器

采用Cr4+∶YAG晶体作为可饱和吸收体，实现连续激光二极管（LD）端面抽运的Nd∶YVO4激光器的高重复率被动调Q.在注入抽运功率为8.8 W时，得到重复频率23.8 kHz、平均功率1.21 W的调Q脉冲序列；每个脉冲能量为51 μJ、脉宽为25 ns、峰值功率达到2.03 kW.实验上研究了脉冲重复频率、平均输出功率、脉冲宽度、单脉冲能量与抽运功率、输出镜透过率的关系.实验结果表明，当抽运功率较大时，脉冲重复频率和输出平均功率随着抽运功率的增加而减小，对此进行了合理的理论解释.     

High-pulse-energy passively Q-switched quasi-monolithic microchip lasers operating in the sub-100-ps pulse regime

We present passively Q-switched microchip lasers with items bonded by spin-on-glass glue. Passive Q-switching is obtained by a semiconductor saturable absorber mirror. The laser medium is a Nd:YVO(4) crystal. These lasers generate pulse peak powers up to 20 kW at a pulse duration as short as 50 ps and pulse repetition rates of 166 kHz. At 1064 nm, a linear polarized transversal and longitudinal single-mode beam is emitted. To the best of our knowledge, these are the shortest pulses in the 1 microJ energy range ever obtained with passively Q-switched microchip lasers. The quasi-monolithic setup ensures stable and reliable performance.