基于氧化石墨烯的瓦级调Q锁模Tm:LuAG激光器

在Tm:LuAG全固态激光器中实现了以氧化石墨烯可饱和吸收体为锁模启动元件的瓦级被动调Q锁模运转.本实验装置以可调谐掺钛蓝宝石激光器作为泵浦源,测得Tm:LuAG固态激光器出光阈值最低为325mW,当吸收抽运功率达到3420 mW时,进入稳定的调Q锁模运行状态.当抽运功率达到8.1 W时,对应的最大输出功率为1740 mW,中心波长为2023 nm,重复频率为104.2 MHz,最大单脉冲能量为16.7 nJ,调制深度接近100%.     

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.     

基于单壁碳纳米管调Q锁模低阈值Tm,Ho:LiLuF_4激光器

采用垂直生长法制作的单壁碳纳米管作为可饱和吸收体,结合特殊的低阈值谐振腔设计,首次在Tm,Ho:LiLuF_4全固态激光器中实现了低阈值自启动被动调Q锁模运转.以波长可调的掺钛蓝宝石固体激光器作为抽运源,选用1.5%,3%和5%的输出耦合镜,获得了出光阈值低至52,59和62mW的连续光输出.采用3%输出耦合镜,获得了阈值低至250mW的稳定调Q锁模脉冲输出,调Q包络的脉宽为2μs,调Q包络下锁模脉冲重复频率178.6MHz,最大输出功率154mW,最大的单脉冲能量为0.86nJ,调制深度接近100%.     

基于双壁碳纳米管低阈值1895nm锁模激光器

结合特殊设计的低阈值五镜折叠腔,利用垂直生长法自制的双壁碳纳米管,并将其作为可饱和吸收体在Tm,Ho…LLF激光器中实现了连续锁模运转。在连续激光运转下,吸收抽运阈值低至59 mW,光-光转化效率为30.09%。在腔内插入饱和吸收体后,吸收抽运阈值提高至107mW。当吸收抽运功率大于1562mW时,激光运转进入稳定的连续锁模状态,对应锁模脉冲的重复频率为100 MHz,脉冲宽度约为515ps;当吸收抽运功率达到2 W时,最高输出功率为234mW,中心波长为1895nm,对应最大单脉冲能量为2.34nJ。     

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 4 70kHz,光束质量M2 =1.31的激光输出 ,调Q激光运转阈值为 5 0 0mW ,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。     

基于石墨烯的1 064 nm连续锁模超短脉冲激光器

介绍了利用沉积在增透镜上的石墨烯薄膜作为可饱和吸收体、808 nm激光二极管端面泵浦Nd∶YVO4晶体的1 064 nm连续锁模激光输出特性。采用W型折叠谐振腔结构,在808 nm泵浦功率为8.0 W时,有稳定的连续锁模脉冲输出,平均输出功率达到185 mW;当抽运功率增加到16.0 W时,获得了中心波长1 063.4 nm、脉冲宽度为518 fs、重复频率为66.7 MHz、最大平均输出功率为323 mW的百飞秒量级超短脉冲激光输出。实验结果表明:石墨烯具有优良的可饱和吸收性,在1 064 nm波段能够实现高功率、百飞秒量级连续锁模脉冲激光输出。     

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。     

高重复频率1.34μm调Q锁模Nd:YVO_4激光器

报道了基于V:YAG可饱和吸收体的1.34μm被动调Q锁模Nd:YVO4激光器。采用直腔结构,使用透过率为10%的输出镜,在LD端面泵浦的情况下,实现了重复频率高达2.6GHz的1.34μm调Q锁模运转。Nd:YVO4晶体中,Nd3+离子掺杂质量分数为0.2%,V:YAG晶体的初始透过率为83%。在泵浦功率为11 W时,1.34μm调Q锁模激光的最大平均输出功率为308mW,光-光转换效率为2.8%。     

基于石墨烯的1064nm连续锁模超短脉冲激光器

介绍了利用沉积在增透镜上的石墨烯薄膜作为可饱和吸收体、808 nm激光二极管端面泵浦Nd∶YVO4晶体的1 064 nm连续锁模激光输出特性。采用W型折叠谐振腔结构,在808 nm泵浦功率为80 W时,有稳定的连续锁模脉冲输出,平均输出功率达到185 mW;当抽运功率增加到160 W时,获得了中心波长1 0634 nm、脉冲宽度为518 fs、重复频率为667 MHz、最大平均输出功率为323 mW的百飞秒量级超短脉冲激光输出。实验结果表明：石墨烯具有优良的可饱和吸收性,在1 064 nm波段能够实现高功率、百飞秒量级连续锁模脉冲激光输出。     

基于多层石墨烯可饱和吸收体的被动调Q Ho∶YAG激光器

报道了2μm被动调Q的Ho∶YAG激光器,该激光器采用Tm~(3+)光纤激光器作为泵浦源,使用多层石墨烯作为可饱和吸收体。在连续波激光输出模式下,当泵浦功率为4.2 W时,获得了750 mW激光输出,输出激光中心波长为2.09μm,斜率效率为29.6%。在连续波激光器谐振腔中插入多层石墨烯可饱和吸收体并调整谐振腔,获得了脉冲激光输出。当泵浦功率为4.2 W时,获得最小脉冲宽度3.1μs、重复频率66.6 kHz的脉冲激光输出,其最大平均输出功率为170 mW,斜率效率为12.6%,光束质量因子M_x~2=1.15,M_y~2=1.12。     

888 nm LD抽运Nd∶YVO4被动锁模皮秒振荡器

报道了基于888 nm半导体抽运Nd∶YVO4晶体连续被动锁模的皮秒振荡器。通过热激发抽运方式改善激光器的热性能,提高锁模振荡器输出的平均功率与单脉冲能量。利用半导体可饱和吸收体(SESAM)实现激光器锁模运转的启动与维持。在抽运功率为60 W时,获得最大输出功率为15 W,重复频率为53 MHz的皮秒脉冲输出,光-光转换效率为24%。在输出功率为15 W时脉冲宽度为45 ps。     

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     

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。     

基于微纳光纤-单壁碳纳米管可饱和吸收体的被动调Q掺镱光纤激光器

为实现具有高脉冲能量的调Q脉冲激光输出,利用微纳光纤-单壁碳纳米管复合的方法制备可饱和吸收体,并对基于该类型可饱和吸收体器件的被动调Q掺镱光纤激光器进行研究。采用拉伸法将普通单模石英光纤拉制成微纳光纤,将其与单壁碳纳米管溶液复合,进一步制备成全光纤集成型器件。将该器件置于环形腔掺镱光纤激光器中,利用976 nm半导体激光器作为抽运源。当抽运功率为53 mW时,实现了调Q脉冲激光输出,激光中心波长为1 039 nm。进一步提升抽运功率至76 mW,可获得脉冲宽度为3.1μs、重复频率为25.5 kHz、单脉冲能量为941nJ的调Q脉冲激光输出。研究表明,利用微纳光纤制备的可饱和吸收体器件具有较高的损伤阈值,可用于实现高脉冲能量的激光输出。     

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。     

激光二级管抽运的Nd：GdVO4激光器

用高亮度激光二极管作抽运源,研究了连续、腔内倍频和被动调QNd:GdVO4激光器的输出特性.在抽运功率为881mW时获得了119mV的连续绿光输出,光-光转换效率13.5%.用Cr^4 :YAG作可饱和吸收体实现了Nd:GdVO4激光器的被动调Q运转,脉冲宽度为116-24ns.重复频率在500kHz-1.8MHz的范围内可调.     

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.     

激光二极管抽运Cr4+:Nd3+:YAG自锁模自调Q激光器

采用光纤耦合半导体激光抽运,实现了Cr4+:Nd3+:YAG自锁模自调Q激光器1.06üm激光输出.当抽运功率超过阈值2.83 W时,激光器便运转在调Q锁模状态,其锁模调制深度达到80%以上.当抽运功率最大为5.72 W时,平均输出功率为233 mW,相应调Q包络的单脉冲能量为16.5üJ,调Q包络的脉冲宽度大约为120 ns.调Q包络中锁模脉冲之间的间隔为2.8 ns,这与光子在谐振腔内的往返时间相一致,对应的重复率为357 MHz,锁模脉冲宽度估计为560 ps.利用双曲正割函数,考虑腔内光子数密度的空间高斯分布、增益介质的受激辐射寿命和饱和吸收体的激发态寿命对激光特性的影响,建立了描述Cr4+:Nd3+:YAG晶体自调Q自锁模动力学过程的速率方程组.数值求解该方程组,与实验结果符合较好.     

低温GaAs被动调Q锁模Nd∶Gd_(0.42)Y_(0.58)VO_4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∶Gd0.42Y0.58VO4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%。     

被动调Q锁模运转Tm:LuScO_3陶瓷激光器特性

利用固态反应烧结方法制做的混合三氧化物陶瓷Tm:LuScO_3作为激光增益介质,在全固态激光器中实现了稳定的调Q锁模运转。利用透过率为3%的输出镜获得最高连续光输出功率为257 mW,中心波长为1 993 nm,对应斜效率14.06%。以三种半导体可饱和吸收镜(SESAM)作为锁模启动元件,系统分析了Tm:LuScO_3陶瓷激光器的调Q锁模运转特性,获得最窄锁模脉冲宽度在749～891 ps之间,重复频率121.9 MHz,对应的调Q包络脉冲宽度为50μs,重复频率45.45 kHz,最高输出功率167 mW,中心波长为1 987 nm,对应最大单脉冲能量为1.37 nJ。