LaMgAl_(11)O_(19)∶Co~(2+)被动调Q铒玻璃激光器研究

综述了被动调Q铒玻璃激光器的发展概况,推导了被动调Q铒玻璃激光器输出脉冲能量、脉宽的解析表达式,数值模拟了腔内损耗与输出脉冲能量、脉宽及峰值功率的关系以及输出脉冲能量与输入抽运能量的关系。设计了一台LaMgAl11O19∶Co2 被动调Q铒玻璃激光器,实验验证了数值模拟分析结果。结果表明,腔内损耗增加将导致输出脉冲能量下降,脉宽变大,从而峰值功率降低。输入能量低于12J时,输出只有单脉冲,当输入能量大于12J时,输出会出现双脉冲。在8J的电输入下,获得了峰值功率50kW,2.7mJ的1.535μm激光输出。最后讨论了提高单脉冲能量的方法。     

高峰值功率中红外2.8μm脉冲光纤激光器

采用中心波长为975nm半导体激光器泵浦高掺铒氟化物双包层光纤Er∶ZBLAN,并在谐振腔内插入主动调Q元件,获得了工作频率为1~10kHz的2.8μm激光主动调Q脉冲输出.在工作频率为10kHz条件下,获得了最大单脉冲能量为134.5μJ、脉宽为127.3ns、峰值功率为1.1kW的脉冲输出.     

氧化石墨烯被动调Q掺铒光纤激光器

报道了基于氧化石墨烯的被动调Q掺铒光纤激光器。激光器采用环形腔结构,调Q器件为自制的氧化石墨烯可饱和吸收镜。泵浦功率在81~505 mW范围内时,得到了重复频率68~124 kHz的稳定的调Q脉冲输出,脉宽为0.47~1.60 s。由于泵浦功率限制,激光器最大输出功率为10 mW, 相应单脉冲能量为80.6 nJ。此种基于氧化石墨烯可饱和吸收体的被动调Q光纤激光器体积小、成本低廉、结构简单、稳定性高、光束质量高,具有广阔的应用前景。     

中红外2.8μm光纤激光器机械调Q工作特性

采用中心波长为975 nm半导体激光器(LD)抽运高掺铒氟化物双包层光纤Er∶ZBLAN,并在谐振腔内插入机械斩波器,获得了2.8 μm激光机械调Q输出。研究了激光器在不同抽运功率,不同工作频率条件下的输出特性,分析了脉冲分裂的原因。通过控制适当抽运功率,激光器工作在3.5 kHz条件下,获得了最大单脉冲能量84.5 m J,脉宽250.3 ns,峰值功率超过300 W的脉冲输出。     

2.94 μm LiNbO3声光调Q Er:YAG激光输出脉冲特性

2.94 μm纳秒铒激光是宽调谐中红外激光和临床医疗研究中重要的固体激光源.本文研制了新型LiNbO₃声光调Q Er:YAG激光器,研究了20 Hz重复频率下不同调Q延迟时间和耦合腔镜反射率对激光输出脉冲特性的影响规律.根据测量激光器的热透镜焦距设计了凹凸谐振腔补偿热透镜效应,获得了激光单脉冲能量为34.68 mJ、脉冲宽度为119.9 ns的调Q输出,相应的峰值功率为289.24 kW,与平平腔相比输出能量提高了2.09倍.据我们所知,这是目前声光调Q Er:YAG激光器中获得的最高能量,可为进一步研究宽调谐中红外激光技术提供新的手段.     

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.     

LD泵浦Nd∶GdVO4/GaAs被动调Q激光器研究

报道了采用大功率半导体激光器端面泵浦Nd∶GdVO4晶体,利用GaAs晶片兼作饱和吸收被动调Q元件和输出耦合镜,实现了1.06 μm激光的被动调Q运转.在泵浦功率为13.9 W时,获得最高平均输出功率为3.6 W,脉冲宽度为252 ns,单脉冲能量为27 μJ以及峰值功率为107 W的激光脉冲.     

LD侧面泵浦电光调Q532nm脉冲激光器

 为了实现高可靠、窄脉宽、高峰值功率激光输出,采用侧面泵浦技术和电光调Q技术,设计出一种激光二极管侧面泵浦电光调Q全固态绿光激光器。采用结构简单、紧凑的平-平腔设计,其端镜和输出镜均为平面镜,获得较稳定的侧面泵浦Nd∶YAG腔外倍频KTP脉冲绿光激光输出。当泵浦电流为120A,重复频率为600Hz时,获得脉冲绿光的最高输出平均功率为3.62W,1064nm到532nm的转换效率为15.3%,其脉宽为21ns,峰值功率为300kW, 单脉冲能量为6.01mJ。实验结果表明：该激光器稳定性可靠,输出激光脉宽较窄、峰值功率高。     

热键合技术的Cr4+:YAG被动调Q激光器理论和实验研究

 采用数值求解被动调Q速率方程，并讨论了基于热键合技术被动调Q激光器的优化方法。通过数值仿真讨论分析了谐振腔的损耗、饱和吸收体的初始透过率、输出镜的反射率和泵浦功率等参数对激光输出的影响。结果表明：输出镜存在最佳透过率，使得输出功率最高和脉冲能量最大；减小饱和吸收体的初始透过率能有效提高脉冲能量，并压缩脉宽，但是会增加阈值泵浦功率；泵浦功率与脉冲重复率和输出功率近似成线性增加，增大泵浦功率可以压缩脉宽。并通过实验验证了理论分析的正确性。     

LD抽运Cr~(4 )∶YAG高重复率被动调QNd∶YVO_4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8.8W时,得到重复频率23.8kHz、平均功率1.21W的调Q脉冲序列;每个脉冲能量为51μJ、脉宽为25ns、峰值功率达到2.03kW·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·     

1.54μm铒玻璃激光器被动调Q技术发展现状

获得1．54μm波长激光的一个重要手段是利用铒玻璃激光器直接输出。但其调Q方式大多采用主动Q开关,原因在于难以找到合适的被动调Q晶体,这极大的限制了铒玻璃激光器的工程应用与推广。目前,被动调Q的铒玻璃激光器的研究与应用在国内外都有很大进展,介绍了几种被动调Q方式及部分应用较多的调Q晶体的特性,并分析了被动调Q铒玻璃激光器的需求前景。     

Direct numerical simulation of quasi-three-level passive Q-switched laser

The Runge-Kutta method is used to solve numerically the rate equations of quasi-three-level passive Q-switched laser directly without any approximate treatment of these differential equations. The 946 nm self-Q-switched Cr,Nd:YAG laser is chosen for example to describe the details. The time-dependence of intra-cavity photon density is obtained and its detailed real-time changing process is reproduced in numerical solution. The curves of laser output parameters such as average output power, pulse width, repetition rate, pulse energy and peak power changing with different cavity conditions such as pump power, output coupler reflectivity, Cr,Nd:YAG crystal length, Nd³⁺ ion and Cr⁴⁺ ion concentrations are simulated according to direct numerical solution rather than analytical expressions. This direct numerical simulation method can be widely used to describe and optimize the quasi-three-level passive Q-switched laser theoretically.     

双激光二极管阵列侧面交错抽运的电光调Q Nd:YAG激光器

采用双激光二极管阵列(LDA)侧面交错抽运Nd:YAG晶体,通过电光调Q的方式获得1064 nm动态脉冲激光输出.这种抽运结构可以使晶体内的增益场与谐振腔基模实现良好的匹配,易于得到良好的光束质量和大能量输出.抽运源采用峰值功率为100 W的准连续LDA,采用直接贴近抽运的方式,KD*P晶体作为电光Q开关.并应用高斯光束传输的ABCD定律,计算了谐振腔稳区范围,给出了较为合理的谐振腔参数.所设计的激光器在重复频率20 Hz,抽运能量1200 mJ时,获得了最大输出能量151 mJ,脉宽8.48 ns的1064 nm动态激光输出,光-光转换效率为12.6%.     

连续激光二极管抽运的调Q高重复率Nd:YAG激光器研究

报道了由１５Ｗ连续激光二极管端面抽运的Ｎｄ：ＹＡＧ激光器,自由运转时输出功率达到４．５Ｗ,斜效率达到４４％,声光调Ｑ的重复率由３～６５ｋＨｚ可变。１０ｋＨｚ时,峰值功率达到２８ｋＷ,脉宽８ｎｓ。还分析了激光二极管抽运的声光调Ｑ高重复率激光器设计中的几个重要因素。从理论上分析了不同频率时激光单脉冲能量、斜效率产生区别的主要原因。     

灯泵浦非稳脉冲调Q Nd:YAG固体激光器特性模拟

对实际固体激光器谐振腔的特性分析常常采用经验公式的模型进行预测和研究。从非稳腔衍射积分方程和激光介质速率方程出发，利用GLAD程序计算并模拟了电光调Q非稳折叠腔Nd：YAG激光器的输出光束特性，得到了近场和远场的能量分布以及脉冲宽度波形，计算结果对试验具有指导意义。     

微型化LD泵浦Er~(3+),Yb~(3+)共掺磷酸盐玻璃被动调Q激光器

报道了一种主要应用于激光测距的微型化激光二极管泵浦Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃被动调Q激光器。采用中心波长940nm的二极管作为泵浦源,Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃作为增益介质,Co2+:MgAl2O4作为被动调Q晶体,通过优化增益介质和被动调Q晶体参数,获得了最佳的增益介质长度和被动调Q晶体初始透过率。当泵浦能量14mJ,重复频率10Hz,泵浦脉宽5ms时,获得了单脉冲能量480μJ,脉宽5ns,峰值功率大于20kW的激光输出,激光光束质量因子为1.2。     

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.     

Passive Q-switching of the diode-pumped Er:YAG laser cavity with the Q-switch based on the Fe<Superscript>2+</Superscript>:ZnSe crystal

Repetitive-pulse generation of the diode-pumped Er:YAG laser (λ = 2.94 μm) in the free mode and in the mode of cavity passive Q-switching was achieved using a Q-switch based on the Fe²⁺:ZnSe crystal. When using pump pulses 3 ms long, the pulse-average output power of the Er:YAG laser in the free generation mode was 0.5W. In the passive Q-switching mode, giant pulses 180 ns long with an energy of 3 μJ were obtained.     

新型电光陶瓷调Q光纤激光器

报道了基于OptoCeramic(R)电光陶瓷材料的新型调Q光纤激光器.采用976 nm半导体激光器作为抽运源,电光陶瓷调制器作为Q开关,峰值吸收系数1200 Db/m的高掺杂镱纤作为增益介质构成环形腔激光器.增益光纤的高掺杂浓度使得激光器的腔长得到缩短,输出光脉冲的宽度得到压缩.通过调节电光元件的电压,控制材料的折射率,调节谐振腔的损耗,实现Q开关作用.实验中通过改变腔长、抽运功率和重复频率,研究了脉冲的输出特性.获得最窄脉宽104 ns,重复频率3～40 kHz连续可调的调Q脉冲输出.