新型Nd3+∶Ca4GdO(BO3)3自倍频晶体Cr4+∶YAG被动调Q激光特性研究

采用氙灯抽运自倍频晶体Nd3 +∶Ca4GdO(BO3 ) 3 (简称Nd∶GdCOB) ,Cr4+∶YAG被动调Q ,实现了Nd∶GdCOB晶体被动调Q激光运转 ,测量了饱和吸收体Cr4+∶YAG不同小信号透过率下绿激光单脉冲的输出能量、脉冲宽度、重复率 ,给出了描述Nd∶GdCOB晶体调Q工作原理的耦合波方程组 ,数值求解了该方程组 ,所得的理论结果与实验值相符合     

被动调Q激光器输出特性的实验研究

被动调Q晶体Cr∶YAG对激光器的性能起着重要的作用。对Cr∶YAG被动调Q Nd∶YAG激光器进行了实验研究。着重研究了抽运功率、腔长、输出镜透过率以及初始透过率等因素对激光输出脉冲序列的重复率、脉冲宽度以及输出功率的影响。实验结果表明，抽运功率是影响重复率的最大因素，抽运功率的增大可以提高重复率，并减小脉冲宽度；它对腔长的影响效果刚好相反；存在一个可使输出功率最大的最佳输出镜透过率；不同的初始透过率对输出有一定的影响。分析表明被动调Q技术适用于DPL。     

LD泵浦被动调Q-Yb3+∶YAG微晶片激光器的优化设计

从速率方程出发,理论分析了泵浦功率、输出镜反射率、Cr4+∶YAG的初始透过率和长度、Yb3+∶YAG的长度对调Q激光器的重复频率、脉冲宽度、平均输出功率、峰值功率、输出脉冲能量和单脉冲能量利用率的影响。依据理论结果设计了一个窄脉冲宽度、高峰值功率和脉冲能量的被动调Q-Yb3+∶YAG微晶片激光器。该激光器的脉冲宽度Δt=199 ps,峰值功率P m=1.04 MW,输出脉冲能量E=0.21 mJ。     

新型Nd^3＋：Ca4GdO（BO3）3自倍频晶体Cr^4＋：YAG被动调Q激光特性研究

采用氙灯抽运自倍频晶体Nd^3 :Ga4GdO(BO3）3（简称Nd:GdCOB)，Cr^4 :YAG被动调Q，实现了Nd:GdCOB晶体被动调Q激光运转，测量了饱和吸收体Cr^4 :YAG不同小信号透过率小绿激光单脉冲的输出能量、脉冲宽度、重复率，给出了描述Nd:GdCOB晶体调Q工作原理的耦合波方程组，数值求解了该方程组，所得的理论结果与实验值相符合。     

LD泵浦的被动调QYb:YAG薄片激光器实验研究

采用中心波长为940nm的激光二极管泵浦,实现了Yb:YAG薄片的Cr4+:YAG被动调Q激光输出.Yb:YAG薄片掺杂Yb3+离子浓度为10%,厚度为500μm.理论上计算了Yb:YAG薄片在直接水冷方式与不同厚度SiC冷却方式下的温度分布.实验中采用厚度800μm的SiC冷却方式,获得了最高功率2.8 W的1 030nm连续激光输出,输出功率相比直接水冷方式提高了40%.通过Degnan理论优化了被动调Q晶体Cr4+:YAG的初始透过率和输出耦合镜,采用初始透过率为93%的Cr4+:YAG晶体和透过率为10%的输出耦合镜,在800μm SiC冷却方式下,获得了平均输出功率1.95 W、单脉冲能量1.2mJ、脉冲宽度74ns、重复频率1.6kHz的稳定调Q脉冲输出,斜效率为18.1%.光束质量因子M2x=1.622,M2y=1.616.     

Cr4+：YAG被动调Q激光器中受激粒子上转换效应对脉冲的影响研究

分析和报道了受激粒子能量上转换(ETU)效应对Cr:YAG 被动调Q Nd:YAG/Nd:YVO₄激光器的输出脉冲影响研究.结合ETU理论分析和被动调Q速率方程组，得到了初始反转粒子密度，末态反转粒子密度和光强最大时反转粒子密度的比值变化对激光输出脉冲宽度和脉冲能量的影响，和实验结果相一致.同时讨论了降低ETU效应的方法，有助于这类被动调Q激光器的优化设计. 关键词： 受激粒子能量上转换 Cr:YAG饱和吸收体 被动调Q     

LD泵浦Cr4+∶YAG被动调Q锁模Nd∶Gd0.42Y0.58VO4激光器

理论和实验研究了LD泵浦Nd∶Gd0.42Y0.58VO4/Cr4+∶YAG被动调Q锁模激光器.在分析Cr4+∶YAG晶体能级结构和调Q锁模物理过程的基础上,通过数值模拟给出了Cr4+∶YAG调Q锁模的参量要求,然后进行了实验验证.实验中Cr4+∶YAG的初始透过率T0分别为86.3%、95%,输出镜的透过率T分别为10%、20%,在其他条件不变的情况下构成四种不同的组合,均实现了激光器的调Q锁模运转.实验结果表明,降低Cr4+∶YAG的初始透过率T0或提高输出镜透过率T有利于获得较好的锁模效果,与理论分析一致.     

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.     

被动调QNd:YAG/Cr:YAG微晶片激光器的优化设计与实验

用数值求解速率方程的方法对被动调Q微晶片激光器进行了优化设计,并在实验中验证了这一优化效果。首先对速率方程进行数值求解,从数值求解的结果中得出了几个关键性参数,例如可饱和吸收体的初始透过率、输出镜反射率、激光器腔长、激光器腔内损耗、抽运激光光斑大小等,给出了关键性的参数对被动调QNd∶YAG/Cr∶YAG激光器的影响;然后基于数值求解的结果对微晶片激光器进行了优化设计,例如缩短激光腔长度,减小腔内损耗,选择合适的输出镜反射率、初始透过率和抽运激光光斑大小等;最后完成了两种不同参数的微晶片被动调QNd∶YAG/Cr∶YAG微晶片激光器的制作。     

被动调Q自拉曼Nd:GdVO4激光器

对激光二极管(LD)抽运的自拉曼Nd:GdVO4被动调Q激光器进行了详细的理论和实验研究.实验中采用Nd:GdVO4晶体同时作为激光介质和拉曼晶体,分别用了两块不同初始透射率的Cr4 :YAG晶体,得到并比较了采用不同初始透射率的Cr4 :YAG晶体时被动调Q自拉曼激光器的性能.测量了平均输出功率、脉冲宽度和脉冲重复率随抽运功率的变化关系.当Cr4 :YAG的初始透射率为0.91,输入功率是5.7 W时,得到的拉曼光的最高功率为244.6 mW,相应的转换效率为4.3%.通过数值求解基频光和拉曼光空间分布的速率方程并应用到被动调Q自拉曼Nd:GdYO4激光器.获得的理论结果与实验结果大致相符.     

氙灯泵浦新型晶体Nd：S—VAP调Q激光器腔内倍频研究

采用氙灯泵浦晶体Ｎｄ：Ｓ－ＶＡＰ，ＫＴＰ晶体腔内倍频，实现了Ｎｄ：Ｓ－ＶＡＰ晶体０．５３２５μｍ绿光激光ＢＤＮ染料片调Ｑ运转，测量了输出绿光激光的特性及不同腔长和染料片小信号透过率情况下的输出能量及脉冲宽度，给出染料片调Ｑ腔内倍频的耦合波方程组，数值求解方程组，所得的理论数据与实验结果很好地相符。     

The influence of stimulated temperature-dependent emission cross section on intracavity optical parametric oscillator

In this paper, the influence of temperature on the intracavity optical parametric oscillator(IOPO) is investigated by using the stimulated temperature-dependent emission cross section of laser crystal. The rate equations under plane wave approximation have been used for simulation of signal output pulse. Results show that the signal output pulse width is decreased by increasing the laser crystal temperature. Also, the signal output energy is increased by the increasing of the laser crystal temperature. The simulation results for IOPO based on Nd:YAG and Nd:YVO_4, show that the signal pulse energies are increased by 3.2 and 5.6 times respectively when the laser crystal temperature increased from 15℃ to 300℃. The presented model indicates that the temperature sensitivity of Nd:YVO_4-based IOPOs is more than that of Nd:YAG-based IOPOs which is expected from a physical point of view.     

二次谐波转换对激光脉宽影响的实验研究

 实验研究了KDP晶体二次谐波转换非线性效应对脉宽测量精度的影响。结果表明：在小信号近似下,长度为1～3cm的KDPⅡ类晶体,对于近高斯脉冲,其基频脉宽与倍频脉宽存在21/2的关系;对于非近高斯脉冲,基频脉冲半宽与倍频脉冲波形的1/4高宽相等;在输入功率密度和能量转换效率较高时,基频与倍频脉宽无固定关系。     

LD泵浦Nd∶YVO4/V∶YAG被动调Q 1.34 μm激光器

利用新型实用的晶体材料V∶YAG作为被动调Q元件,实现了激光二极管泵浦Nd∶YVO4的1.34 μm激光谱线调Q运转.研究了饱和吸收体小信号透过率对激光稳定性的影响,得出使用小信号透过率T0小的V∶YAG可使激光脉冲能量和重复频率稳定的结论.在1.6 W的泵浦条件下,T0为96%、89%和85%时,4 h脉冲能量和重复频率稳定性分别为15%、10%和5%.使用T0为85%的V∶YAG,获得了平均功率输出功率96 mW,脉宽8.8 ns,重复频率25 kHz,峰值功率436 W,脉冲能量3.84 μJ的实验结果.     

环形腔2.05μm单谐振KTP晶体光参量振荡器研究

针对大气CO_2浓度探测差分吸收激光雷达的应用需求,采用稳定环形腔和模式匹配设计,搭建了一套单纵模1 064nm激光泵浦的单谐振KTP晶体光参量振荡器,获得高斜率转换效率、基横模的2.05μm波长纳秒激光脉冲输出.在8字形环形行波稳定腔中,将2块II类相位匹配KTP晶体以走离补偿方式放置,在20Hz重复频率下,当泵浦单脉冲能量达到11mJ时,获得了单脉冲能量为2.4mJ的2.05μm信号光输出,脉宽约24ns,斜率效率达到53%.2.05μm信号光光束质量因子在x、y方向分别为1.3和1.2.     

Short pulse eye-safe laser with a stimulated Raman scattering self-conversion based on a Nd:KGW crystal

We present the results of a solid self-Raman laser based on a Nd:KGW crystal that is transversely pumped by laser diode bars. A beam of an eye-safe laser with a 31.8 mJ output energy and a 2.0 ns pulse width was obtained by applying a special s-polarized reflective resonator configuration in which the length of the Raman resonator was shorter than that of the fundamental radiation resonator. The eye-safe laser has the highest output energy and the shortest pulse width among the Nd:KGW lasers ever reported.     

Intracavity Frequency Doubling of a New Low－threshold High－efficiency Crystal Nd：Sr_5（VO_4）_3F

ＩｎｔｒａｃａｖｉｔｙＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｏｕｂｌｉｎｇｏｆａＮｅｗＬｏｗ－ｔｈｒｅｓｈｏｌｄＨｉｇｈ－ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙＣｒｙｓｔａｌＮｄ：Ｓｒ＿５（ＶＯ＿４）＿３ＦＺＨＡＯＳｈｅｎｇｚｈｉ；ＷＡＮＧＱｉｎｇｐｕ；ＺＨＡＮＧＸｉｎｇｙｕ；ＷＡＮＧ...     

Laser-diode-pumped Passively Q-switched Nd:Sr5(PO4)3F Green Laser

By using a laser-diode as pump source, a Cr4+ :YAG crystal as saturable absorber for passive Q-switch and a KTP as intracavity frequency doubling crystal, we have realized the green Q-switched laser output at 0.5295 μm from a Nd: S-FAP crystal. Output green laser characteristics, such as average power, single pulse energy, pulse width, repetition rate for different small-signal transmission of Cr4+ :YAG and different pump power, were measured. Meanwhile, the coupling rate equations of intracavity frequency doubling with Cr4+ :YAG as passive Q-switch were given and the numerical solution of equations agreed with the experimental results.     

Laser-diode-pumped Passively Q-switched Nd:Sr5(PO4)3F Green Laser

By using a laser-diode as pump source, a Cr4+ :YAG crystal as saturable absorber for passive Q-switch and a KTP as intracavity frequency doubling crystal, we have realized the green Q-switched laser output at 0.5295 μm from a Nd: S-FAP crystal. Output green laser characteristics, such as average power, single pulse energy, pulse width, repetition rate for different small-signal transmission of Cr4+ :YAG and different pump power, were measured. Meanwhile, the coupling rate equations of intracavity frequency doubling with Cr4+ :YAG as passive Q-switch were given and the numerical solution of equations agreed with the experimental results.     

小信号脉冲抽运时掺铒光纤自发辐射的研究

自发辐射(ASE)是掺铒光纤放大器(EDFA)的重要噪声源,对于由EDFA构成的光纤激光器有重要影响。理论与实践证明,它与抽运方式紧密相关,所以研究脉冲抽运时掺铒光纤(EDF)的自发辐射有重要的学术价值。同时,脉冲抽运对于EDFA锁模激光器的研究也有一定意义。从理论和实验两方面研究了小信号脉冲抽运时,抽运脉冲宽度和幅度对于EDF的自发辐射特性的影响,得到了小信号抽运时输出ASE噪声平均值的近似解析解。研究发现,小信号脉冲抽运时输出信号的幅度与抽运脉冲的宽度成正比。这个新现象可用于脉冲宽度的全光检测。