420mW全固态连续单频可调谐1542nm激光器

设计并研制了一台激光二极管端面泵浦的全固态连续单频可调谐1 542nm激光器。通过设计谐振腔的镀膜参数调控Er,Yb:YAB激光器的增益谱,实现了1 542nm波段的激光振荡。在此基础上,通过优化激光晶体的厚度和谐振腔的输出耦合镜透射率等参数,并利用扭摆模腔选择单纵模技术,获得了最大输出功率为420mW的连续单频1 541.9nm激光运转。输出激光在3小时内的功率稳定性优于±3%,激光强度噪声在分析频率3 MHz处即达到散粒噪声极限。通过内腔电光晶体和电光标准具调控谐振腔的腔长,实现了激光器在1 541.959nm～1 542.014nm的波长范围内的准连续波长调谐。     

双波长Yb∶YAG连续激光理论及实验研究

报道了Yb∶YAG双波长激光振荡阈值的理论结果,实验获得了连续双波长激光输出.实验中,采用紧凑的平凹腔结构、940nm光纤耦合LD端面泵浦方式,Yb∶YAG晶体作为激光晶体,采用10%、15%和20%的输出耦合镜,分别实现了单波长和双波长激光输出,在最高泵浦功率为20 W时,输出耦合率分别为10%、20%,最高获得3.94W的1 050nm激光和3.40 W的1 030nm激光,对应的光光转换效率分别为19.7%和17.0%;当输出耦合率为15%、泵浦功率为11.7 W时,获得0.79 W的双波长激光,对应的光光转换效率为6.8%,功率比为1∶1.3,通过光栅光谱仪测量得到双波长谱线中心分别为1 030.31nm和1 047.50nm;当1 030nm激光功率为3.0 W时,30min内输出功率RMS稳定性优于0.18%.该实验结果与理论分析相吻合,可应用于设计稳定可靠的掺Yb双波长激光器.     

宽带可调谐单频窄线宽光纤激光器

设计出一种集可调谐带通滤波器、高精度环形滤波器和光纤环形镜于一体的全光纤复合腔结构可调谐单频窄线宽光纤激光器。采用980 nm半导体激光器作为抽运源,掺镱光纤在谐振腔内分别作为增益介质和可饱和吸收体,成功实现波长为1030～1090 nm稳定的宽谱可调谐单频窄线宽激光输出。当抽运光的抽运功率为300 mW时,在波长为1070 nm处得到的输出功率最大,为18.5 mW,斜率效率达到7.95%,持续1 h内没有出现跳模现象,功率不稳定性小于1%;当抽运功率为200 mW时,利用延迟自外差法测量线宽,得到波长调谐范围内的平均线宽为8.7 kHz,弛豫振荡频率为64 kHz。     

LD泵浦Nd:YAG 946 nm/1 064 nm双波长运转及腔内和频

用国产半导体激光二极管(LD)端面泵浦NdYAG晶体, 通过优化激光谐振腔反射膜系,调节1 064 nm谱线的线性损耗以达到与弱谱线946 nm的增益匹配,在室温下实现1 064 nm和946 nm双波长连续运转,并通过I类临界相位匹配LBO晶体腔内和频在国内首次实现500.8 nm青色激光连续输出.当泵浦注入功率为1.4W时和频青色激光最大输出达20 mW,光-光转换效率为1.4%,功率稳定性24 h内优于±3%.     

LD泵浦全固态608.1nm和频激光器

本文报道了一种全固态腔内和频608.1 nm激光器。在激光谐振腔两个分臂中,两支激光二极管分别泵浦Nd: YVO₄和Nd: YAG晶体,分别选择1 342 nm波长(Nd: YVO₄晶体的⁴F_3/2-⁴I_13/2谱线)与1 112 nm波长(Nd: YAG晶体的⁴F_3/2-⁴I_11/2谱线)振荡并进行腔内和频。通过优化谐振腔设计,腔内两个波长获得了较好的模式匹配。在两个分臂的交叠部分,利用LBO I类相位匹配进行和频,获得和频608.1 nm激光输出。实验表明,当Nd: YVO₄与Nd: YAG晶体泵浦功率分别为600和740 mW时,获得了功率为23.8 mW、波长为608.1 nm激光输出,激光输出稳定、噪声低。利用本文提出的和频结构是获得608.1 nm激光输出较为有效的方法。     

LBO腔内和频593 nm激光器

报道了LD纵向泵浦NdYVO4晶体,经腔内和频得到593 nm激光输出的实验研究.采用一个线性平凹腔实现了1 064 nm和1 342 nm双波长连续波振荡,利用LBO腔内和频产生593 nm激光输出.在泵浦功率为1.4 W时得到593 nm的输出功率为70 mW.593 nm光束远场发散角小于1 mrad,光斑椭圆度为0.999,且具有低噪声输出特性.实验结果表明,该结构激光器是获得衍射极限全固体黄激光器的实用方法.     

单端泵浦光纤放大器获得4 kW单模窄谱激光输出

窄谱光纤激光器在光束合成等领域有着广泛的应用,然而模式不稳定效应的出现严重限制着窄谱光纤激光器的功率提升。提出并验证了采用新型981 nm稳波长泵浦方案,能够应用于窄谱激光放大并提升模式不稳定效应阈值,通过采用单端后向泵浦结构,将单模窄谱光纤放大器功率提至4 kW以上。实验中采用白噪声相位调制展宽单频激光作为窄谱种子,主放大级分别采用稳波长976 nm和981 nm两种泵浦源单端后向泵浦。在采用976 nm泵浦源泵浦时,窄谱激光最高放大至3.4 kW,出现典型的模式不稳定效应特征,功率提升受到限制。在采用981 nm泵浦源泵浦时,窄谱激光最高放大至4.05 kW,且并未出现模式不稳定效应,输出光束质量M2因子为1.3,进一步功率提升仅受限于泵浦功率。通过优化激光器设计、结合双向泵浦结构,有望实现更高功率的窄谱光纤激光输出。     

基于MOPA结构的1120nm掺Yb光纤放大器

基于主振荡功率放大器,采用1120nm光纤激光器作为种子激光,将其注入20m大模场面积单模双包层掺Yb光纤放大器,并用976nm半导体激光器泵浦实现了1 120nm信号光输出.实验中将注入种子激光功率预设为10mW,当半导体激光器泵浦功率增大至1.5 W时,放大器系统开始输出1 120nm信号光.当泵浦功率低于3.4W时,信号光功率随泵浦功率缓慢增长,系统斜率效率较低;而当泵浦功率高于3.4W时,信号光功率随泵浦功率线性增长,斜率效率明显增大,达到48.5%.限于最大注入泵浦功率为6.8W,放大器输出最高1 120nm信号光功率为1.97W,总的光-光转化效率为29%.输出信号光中心波长为1 120.89nm,线宽为0.02nm,极好地保持了种子激光的特性.结合实验情况,利用双包层光纤放大器的稳态理论模型,采用有限差分方法模拟了放大器输出信号光功率随泵浦光功率的变化曲线,结果显示理论模拟所得变化趋势与实验结果吻合良好,系统将在泵浦功率达到200W左右时达到饱和状态,说明目前光纤放大器系统具有很大的功率提升空间.     

LD侧泵Nd:YAG/S-KTP腔内倍频高功率660 nm连续红光激光器

报道了LD侧面泵浦NdYAG/S-KTP腔内倍频高功率660 nm连续红光激光器.泵浦组件(呈三角形等间距分布)由9个20 W的激光二极管组成,最大泵浦功率为180 W.通过对谐振腔参数进行优化设计,用LD连续抽运3 mm×65 mm NdYAG激光棒时,获得了波长为1 319 nm的基频光振荡.利用S-KTP Ⅱ类临界相位匹配腔内倍频技术,当泵浦电流为22 A时,获得了6.8 W的连续红光激光输出,光-光转换效率为4.3%.     

输出功率5.2 W的全固态连续单横模671 nm红光激光器

设计了全固态连续单横模671 nm红光激光器.利用880 nm LD双端端面泵浦Nd:YVO4复合晶体,实现了均匀泵浦并改善了激光晶体热效应;考虑到影响倍频转化效率的各种因素,优化设计了Z字形四镜激光谐振腔,采用I类临界相位匹配晶体LBO作为腔内倍频晶体;当泵浦功率为42.5W时,获得了5.2W的连续单横模671 nm红光输出,光-光转化效率达到12.2％,激光器长期功率稳定性优于±2.5％(1 h).     

激光二极管端面抽运Nd:YVO4实现1386 nm连续波激光输出

在Nd:YVO4晶体的4F3/2-4I13/2跃迁带内,除了1342 nm激光辐射之外,其它的跃迁谱线由于小的受激发射截面和强的寄生振荡,很难形成激光振荡.通过调整谐振腔损耗,获得了光纤耦合激光二极管端面抽运1386 nmNd:YVO4激光器激光连续输出.在抽运功率达到4.24 W时,得到了305 mW的1386 nm激光连续输出,最高输出功率下的斜效率为13.9%.实验中还观察到了1342 nm和1386 nm的双波长运转.根据抽运阈值能量和实验数据,计算得到了Nd:YVO4晶体中1386 nm激光辐射处的受激发射截面大约为(3±1)×10-19cm2.     

基于SESAM被动调Q的激光二极管泵浦Yb∶CaYAlO_4脉冲激光器

采用发射波长约为976 nm的半导体激光器作为泵浦源,Yb~(3+)掺杂浓度为1. 5at.%、通光长度为2 mm的Yb∶CaYAlO_4晶体作为增益介质,本文提出了一种基于半导体可饱和吸收镜(SESAM)被动调Q的激光二极管泵浦Yb∶CaYAlO_4以获取稳定脉冲输出的方案。通过合理设计谐振腔,实现了稳定的被动调Q激光脉冲输出,并分析了泵浦功率的大小对输出脉冲的重复频率、脉冲宽度、单脉冲能量以及脉冲峰值功率的影响。     

LD侧泵Nd∶YAG/S-KTP腔内倍频高功率660nm连续红光激光器

报道了LD侧面泵浦Nd∶YAG/S-KTP腔内倍频高功率660nm连续红光激光器。泵浦组件（呈三角形等间距分布）由9个20W的激光二极管组成，最大泵浦功率为180W。通过对谐振腔参数进行优化设计，用LD连续抽运3mm×65mm Nd∶YAG激光棒时，获得了波长为1319nm的基频光振荡。利用S-KTP II类临界相位匹配腔内倍频技术，当泵浦电流为22A时，获得了6.8W的连续红光激光输出，光-光转换效率为4.3％。     

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%.     

高效率599 nm Ba(NO3)2外腔喇曼激光器

橘黄色波段固体激光器在基于荧光探测的生物医学诊断和显示等众多方面有着广泛的实际应用. 报道了利用532 nm的Nd∶YAG倍频激光抽运外置喇曼腔内的硝酸钡晶体,获得高效率的599 nm橘黄色喇曼激光的实验结果.对外置喇曼腔实验装置和运转参量进行了优化,喇曼振荡腔由对二阶斯托克斯光有最优化反射率的腔镜构成,对实验中所得到的二阶斯托克斯喇曼激光脉宽压缩及出现双尖峰的现象进行了分析.当抽运光功率达到4.1 W时,获得二阶斯托克斯喇曼激光功率为710 mW,输出光中心波长为599.38 nm,半峰全宽（FWHM）为1.1 nm,激光器最大光光转换效率为17.5%,斜率效率为24.8%.     

Low-threshold singly-resonant continuous-wave optical parametric oscillator based on MgO-doped PPLN

We present a 532 nm-pumped singly-resonant cw optical parametric oscillator based on MgO-doped PPLN with a minimum threshold pump power of 0.3 W. The OPO with a two-mirror standing-wave cavity is optimized by using a tunable diode laser on the path of the resonant signal beam. The maximum output power is 200 mW at an idler wavelength near 1330 nm at a pump power of 2 W. We report the degradation of the output power and beam characteristics at high pump power indicating a strong thermal lensing in the crystal. The continuous tuning range of the OPO is measured to be 800 MHz which is close to 90% of the free spectral range of the OPO cavity.     

High power doubly resonant all-intracavity deep blue laser at 447 nm based on sum-frequency-mixing technology

A high power continuous-wave deep blue laser at 447 nm is obtained by using a doubly cavity and a type H critical phase matching KTP crystal for intracavity sum-frequency-mixing. With the incident pump power of 240 W for the Nd：YAP crystal and 120 W for the other Nd：YAP crystal, the deep blue laser output of 5.7 W at 447 nm with near fundamental mode is obtained, and the beam quality M^2 value equals 2.53 in both horizontal and vertical directions at the maximum output power. The power stability is better than 2% at the maximum output power during half an hour. The experimental results show that the intracavity sum-frequency mixing by doubly resonant is an effective method for high power blue laser.     

Achieving single-longitudinal-mode output about Tm:YAG laser at room temperature

We report on the single-longitudinal-mode Tm:YAG laser with a volume Bragg grating pumped by laser diode at room temperature. The maximum SLM power of 142 mW was achieved under incident pump power of 3.22 W. The central wavelength was 2012.6 nm accords with the resonant wavelength of the VBG. Three cavity lengths were used to achieve high efficiency and clear spectrum. The maximum output power were measured to be 450.5, 451.4, and 457.3 mW at incident pump power of 3.22 W, corresponding to a slope efficiency of 17.1, 16.9, and 16.7% for the cavity length of 30, 40, and 50 mm, respectively. 40 mm cavity length having the cleanest spectrum among the three was used for SLM laser with one 1 mm F-P etalon inserted into the cavity.     

660 nm单一波长Nd:YAG陶瓷激光器

 针对陶瓷晶体1319 nm的谱线设计了适合的谐振腔腔镜膜系参量,采用激光二极管列阵侧向抽运掺杂1.1at%、Φ3×50 mm的Nd:YAG陶瓷,利用色散棱镜及KTP晶体Ⅱ类匹配腔内倍频,研制了一台660 nm单一波长输出的高重频Nd:YAG陶瓷红光激光器.根据陶瓷晶体的热透镜焦距设计了谐振腔的各个参量,在重复频率为1000 Hz、单脉冲抽运能量约144 mJ时,获得了3.9 mJ的660 nm脉冲激光输出,总的光-光转换效率为2.71%.为进一步研究大功率、高效率的陶瓷红光激光器奠定了基础.