单频纳秒脉冲全光纤激光器实现300 W平均功率输出

搭建了一台主振荡功率放大（MOPA）结构的单频脉冲全光纤激光器。通过对线宽为 20 kHz 的连续单频激光器进行强度调制,获得了重复频率 10 MHz、脉宽约 8 ns、平均功率约 0.5 mW 的单频脉冲种子激光。采用多级掺镱光纤放大器对脉冲种子激光进行级联放大,获得了平均功率 300.8 W 的高功率激光输出。目前,激光器输出功率仅受限于泵浦功率,有望通过增加泵浦功率进一步提高输出功率。     

激光二极管泵浦的高效、单频Nd:YVO4激光器

对激光二极管端面泵浦的单频Nd:YVO4激光器进行了研究,研究了不同输出耦合率情况下输出功率随泵浦功率的变化曲线及光-光转化效率随输出耦合率的变化曲线,实验结果与理论分析结果基本一致.当泵浦功率为2.2 W时,得到瓦级单频1064 nm激光输出,最高光-光转化效率为47.2%.     

LD侧面泵浦Nd:GdVO4 532 nm绿光激光器

为了获得高功率窄脉宽532 nm绿光激光输出,通过高重复频率声光驱动调Q技术和LD侧面泵浦Nd∶GdVO4技术,获得高功率线偏振1 064 nm激光输出.采用内腔倍频方式,对非线性晶体KTP进行频率变换,实现高功率窄脉宽绿光激光输出.在电源输入电流30 A,调Q驱动频率10 kHz的条件下,获得最高功率30 W线偏振1 064 nm激光输出,脉宽30 ns,倍频KTP晶体获得23.4 W的532 nm绿光输出,1 064 nm到532 nm转化效率为78％.实验结果表明:通过声光调Q技术和LD侧面泵浦Nd∶GdVO4技术,可以实现高功率线偏振窄脉宽1 064 nm激光输出,倍频非线性晶体KTP可获得高功率窄脉宽532 nm激光.     

主振荡功率放大结构窄线宽全光纤激光器334 W高功率输出

 搭建了一台全光纤结构的窄线宽高功率掺镱光纤激光器。种子激光的输出功率大于40 mW,线宽窄于100 MHz。采用主振荡功率放大结构三级放大,主放泵浦功率为405 W时得到了334 W的窄线宽高功率激光输出,光光转换效率为82.4%。目前,激光器输出功率仅受限于泵浦功率,增加有效泵浦功率即有望进一步提高输出功率。     

LD侧面泵浦Nd∶GdVO4 532 nm绿光激光器

为了获得高功率窄脉宽532 nm绿光激光输出,通过高重复频率声光驱动调Q技术和LD侧面泵浦Nd∶GdVO4技术,获得高功率线偏振1 064 nm激光输出。采用内腔倍频方式,对非线性晶体KTP进行频率变换,实现高功率窄脉宽绿光激光输出。在电源输入电流30 A,调Q驱动频率10 kHz的条件下,获得最高功率30 W线偏振1 064 nm激光输出,脉宽30 ns,倍频KTP晶体获得23.4 W的532 nm绿光输出,1 064 nm到532 nm转化效率为78%。实验结果表明:通过声光调Q技术和LD侧面泵浦Nd∶GdVO4技术,可以实现高功率线偏振窄脉宽1 064 nm激光输出,倍频非线性晶体KTP可获得高功率窄脉宽532 nm激光。     

888nm LD泵浦Nd：LuV04倍频绿光激光器

报道了采用888nIn的激光二极管（LD）泵浦Nd：LuVO4晶体得到1066nm的激光输出,其对应能级跃迁为4F3／2→4I11/2。在注入的泵浦功率为18．2W时,获得了11．3W的近红外1066nm激光输出;然后采用非线性晶体LiB。O。（LBO）进行腔内倍频,获得了533nm的绿激光输出,输出功率为4．3W,其光-光转换效率为23．6％,光束质量因子为M2=1．3,4h功率稳定度优于3．7％。     

激光二极管泵浦Nd:YVO4/YVO4复合晶体绿光激光器

采用一种新型的Nd:YVO4/YVO4复合晶体,利用V型折叠腔,研究了高功率激光二极管端面泵浦的Nd:YVO4/YVO4复合晶体激光器基频1.06 μm及倍频532 nm激光的输出特性.当泵浦功率为24.6 W时,获得1.06 μm激光的最大输出功率为11.7 W,光-光转换效率为48%.当泵浦功率为17 W时,获得了5.32 W的绿光输出,光-光转换效率达到31.3%.     

激光二极管泵浦Nd∶YVO4/YVO4复合晶体绿光激光器

采用一种新型的Nd∶YVO4/YVO4复合晶体,利用V型折叠腔,研究了高功率激光二极管端面泵浦的Nd∶YVO4/YVO4复合晶体激光器基频1.06 μm及倍频532 nm激光的输出特性.当泵浦功率为24.6 W时,获得1.06 pm激光的最大输出功率为11.7 W,光-光转换效率为48%.当泵浦功率为17 W时,获得了5.32 W的绿光输出,光-光转换效率达到31.3%.     

LD端面泵浦折叠腔Nd：YVO4／LBO激光器

对端面泵浦Nd：YVO4构成的四镜Z型折叠腔结构进行了理论研究，合理调整谐振腔的参量关系，使谐振腔能够适应不同泵浦功率下激光晶体热焦距的变化，同时所设计的折叠腔还具有腔参量调整灵活等特点，以LBO晶体为倍频晶体，采用Ⅰ类角度调节位相匹配技术，在双端泵浦光功率为26W时，成功地获得了4W稳定的连续绿光输出，Nd：YVO4／LBO绿光激光器输出为4W时的稳定性为1．3％，其光—光转换效率达到13％。     

全固化非平面单频Nd：YAG环形激光器

利用Ｎｄ：ＹＡＧ激光增益介质的法拉第效应，以及光束在非平面环形谐振腔中传播产生的偏振面旋转，使激光二极管泵浦的环形Ｎｄ：ＹＡＧ激光器单向运转，获得单频激光输出，最大单纵模激光（１．０６４μｍ）输出为３６５ｍＷ，功率波动小于２％，短期频率漂移小于４５ＭＨｚ，并利用内腔倍频技术得到单频绿光输出，最大单纵模绿光（５３２ｎｍ）输出为７５ｍＷ，功率波动小于４％。     

Nd:YAG陶瓷与单晶4F3/2–4I13/2跃迁的弱谱线多波长激光性能对比

报道了基于半导体激光端面抽运Nd:YAG的⁴F_3/2–⁴I_13/2 跃迁的弱谱线多波长激光输出. 实验对比了透明陶瓷与单晶材料的激光输出特性, 表明透明陶瓷和单晶材料荧光谱强度的略微差异, 导致了多波长输出时相同两个波长之间的激光强度比在两种材料中的差异. 基于两种耦合输出镜片, 激光阈值都在2 W左右. 在13.5 W的抽运功率下, 基于Nd:YAG透明陶瓷获得了输出功率4.05 W、强度比1 :2的1338与1356 nm双波长激光和输出功率3.65 W、强度比13 : 1的1356与1414 nm 双波长激光, 斜率效率分别达33.9% 和31.9%.     

Yb3+:Y2O3透明陶瓷激光器获得5 W连续激光输出

用带尾纤输出的激光二极管作为抽运源,采用端面抽运10％Yb^3 ：Y2O3多晶透明陶瓷的方式获得了连续激光输出。抽运阈值功率为5．6W,当陶瓷介质吸收的抽运功率为31．11W时,Yb^3 ：Y2O3多晶透明陶瓷获得了最大连续激光输出功率5．48W。光—光转换效率为17．6％,斜率效率为25％。同时在激光实验过程中,没有发现饱和现象,因此采用更高功率的激光二极管作为抽运源,陶瓷的激光输出功率会得到进一步提高。这一研究成果表明,多晶透明陶瓷是一种非常有潜力的激光增益介质。     

新型全固态激光器作用过程中的激光参数分析

对影响LD泵浦的Nd∶GdVO4,Nd∶YVO4和Nd∶YAG激光器输出特性的增益介质长度、腔内损耗、输出镜透过率、泵浦光和振荡光的光斑大小进行了分析和数值模拟。当腔内固有损耗为2%,输出镜透过率为10%时,Nd∶Gd-VO4,Nd∶YVO4和Nd∶YAG晶体的振荡阈值分别为1.77W、0.55W和3.34W。在25W泵浦功率下,利用1mm长的Nd∶GdVO4,Nd∶YVO4和Nd∶YAG晶体可分别得到13.17W,13.26W和8.43W的输出功率,相应的输出镜最佳透过率分别为24%,44%和16%。     

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%.     

Yb∶Y_2O_3陶瓷薄片激光器获得10.5 W连续激光输出

室温下采用中心波长约970 nm准直输出的大功率激光二极管模块作为抽运源,端面抽运双程吸收的腔型结构,抽运原子数分数为8%的Yb:Y2O3多晶透明陶瓷片获得连续激光输出。抽运阈值功率为7 W,当抽运功率达到35 W时,获得优化连续激光输出功率为10.5 W,光光转换效率为30%,斜率效率为37.5%。激光输出功率随抽运功率基本呈线性增长。采用更高功率抽运源、优化谐振腔结构和减小热效应的影响,Yb∶Y2O3陶瓷激光器的输出功率和效率将会得到进一步提高。     

Generation of a uniform high-density microwave plasma for CO2 lasers using orthogonal electric fields

To realize a CO₂ laser using a fast-axial-flow high-output-power microwave discharge excitation, we devised a technology for making the microwave discharge uniform by varying the oscillation direction of an electric field with time. We also verified the effectiveness of this technology. As a result, we succeeded in increasing the discharge uniformity to 70% of the laser-tube cross-sectional area and realized a high laser output power and a high laser efficiency. In the case of a microwave input power of 1450 W, a maximum laser output power of 273 W and a laser efficiency of 18.8% were achieved; in the case of a microwave input power of 1070 W, a laser output power of 214 W and a laser efficiency of 20.0% were achieved. At the time of maximum output power, a high input power density of 280 W/cm³, which is approximately 20 times that in a dc discharge method, was achieved. Thus, a high-output-power microwave-discharge-excited CO₂ laser has become feasible. PACS 42.60.By; 52.80.Pi     

国产全光纤结构激光器实现245 W高功率激光输出

 以国产掺镱光纤为增益介质,利用国产泵浦源和光纤器件,构建了主振荡功率放大（MOPA）结构的全国产大功率全光纤激光器。激光器包括10 W种子激光器和高功率放大器两部分。在注入最大泵浦功率为356 W时,获得了245 W波长1 080 nm激光的稳定输出,光-光效率为69%。激光器单次连续出光时间约30 min,功率稳定性在1%以内。目前激光器输出功率受限于泵浦功率,增加泵浦源的数目有望进一步提高输出功率。     

2277-W continuous-wave diode-pumped heat capacity laser

A high power continuous-wave (CW) diode-pumped Nd:YAG laser operated in heat capacity mode is demonstrated by use of two identical highly efficient diode-pumped laser heads placed in a plane-plane resonator. The laser heads are uniformly pumped with a five-fold symmetrical side-pumping configuration,and each head is able to output maximum output power of 2200 W at 808 nm. Under a total pump power of 4290 W, the output power of the laser at 1064 nm is up to 2277 W, corresponding to an optical-to-optical efficiency of 53.1%.     

All-solid-state continuous wave doubly linear resonator sum-frequency mixing yellow laser

We report a continuous-wave (CW) yellow laser emission by sum-frequency mixing in Nd:YVO4 crystal. Using type-II critical phase-matching KTP crystal, a yellow laser at 593.5 nm is obtained by 1064 and 1342 nm intracavity sum-frequency mixing. The maximum laser output power of 2.1 W is obtained when an incident pump laser of 18.2 W is used. At the output power level of 2.1 W, the output stability is better than 3.2%.     

半导体激光无线传能中光伏电池转换效率

为选择合适的激光参量与光伏电池参量,以提高激光无线能量传输(LWPT)系统的能量转换效率,通过实验研究了LWPT系统中能量接收单元,也即光伏电池在半导体激光照射下的输出特性。通过波长为808 nm和915 nm的激光辐照GaAs和Si光伏电池,研究了不同激光功率密度、光伏电池温度、电池类型以及激光入射角度对光伏电池输出特性与能量转换效率的影响。实验中,在波长为808 nm的激光功率密度从0.06 W/cm2上升至0.37 W/cm2的过程中,Si电池的最大输出功率从0.12 W上升至0.32 W,能量转换效率从50.9%下降至21.2%;GaAs电池的最大输出功率从0.40 W上升到1.07 W,能量转换效率从57.9%下降至23.8%。随着激光功率密度的增加,光伏电池的输出功率先增加而后趋于饱和,但是高功率密度激光引起的电池温升会导致其光电转换效率的下降,所以激光功率密度的选择与光伏电池温度的控制是提高LWPT系统能量转换效率的关键因素。