LD双端泵浦U型腔Nd∶YVO4激光器稳定性研究

 基于传输矩阵理论,针对端面抽运的U型腔Nd∶YVO4固体激光器谐振腔的稳定性进行了理论分析和数值模拟。通过改变“U”型腔各个臂长得到不同腔臂长条件下谐振腔的稳区范围和晶体中心处的振荡光斑,比较稳区范围以及振荡光斑,找出一组腔参数值使谐振腔能够在较高泵浦功率下保持稳定且振荡光斑足够理想。按照确定的腔参数值进行了具体实验,实验结果表明:按选定参数设计的谐振腔在调Q重复频率为100kHz,泵浦功率为60W时,激光器能够稳定工作并输出21.6W的高重频激光,谐振腔稳区范围的变化规律与理论计算基本吻合。     

半导体抽运Yb∶YAG 五镜腔KLM激光器理论分析计算

对半导体抽运的Yb∶YAG克尔透镜锁模激光器进行理论分析计算,分析五镜谐振腔和四镜谐振腔的稳区不同,利用稳区范围变化对五镜谐振腔稳定锁模机理做出合理解释.详细计算分析Yb∶YAG激光器内克尔调制效应对锁模的影响,获得最佳腔参量.在腔内没有插入硬光阑的情况下,利用五镜腔实现了Yb∶YAG晶体克尔透镜锁模运转.理论分析和实验结果相符.     

半导体抽运Yb：YAG五镜腔KLM激光器理论分析计算

对半导体抽运的Yb∶YAG克尔透镜锁模激光器进行理论分析计算,分析五镜谐振腔和四镜谐振腔的稳区不同,利用稳区范围变化对五镜谐振腔稳定锁模机理做出合理解释.详细计算分析Yb∶YAG激光器内克尔调制效应对锁模的影响,获得最佳腔参量.在腔内没有插入硬光阑的情况下,利用五镜腔实现了Yb∶YAG晶体克尔透镜锁模运转.理论分析和实验结果相符.     

激光非稳腔模式的快速计算方法

对Du Fort-Frankel差分格式用于谐振腔模式计算进行简要分析,以该差分格式为基础,提出基于移动矩阵法的非稳腔模式数值计算快速算法.对空腔共焦非稳腔模式进行数值模拟,将计算结果与参考文献进行对比,两者吻合较好.对有源共焦非稳谐振腔内增益区位置对谐振腔输出功率的影响进行数值计算,结果表明:对于采用共焦非稳腔的大功率激光器,当增益体积一定、小信号增益曲线相同时,随着谐振腔内增益区与凹面镜之间的距离的减小,激光器输出功率会有较为明显的提高.数值算例证明了本文方法的正确性和有效性.     

低热敏激光谐振腔理论和实验

本文介绍一种内含热聚焦元件的热不敏感谐振腔理论,给出新的严格的解析解法,分析了腔参数变化的影响,得到一些重要结论。用本方法设计了单模Nd:YAG激光器,并取得实验与理论分析相一致的结果。实验发现了两个不同阈值的热稳区,发现在一个合理设计的腔中,其热稳工作状态可对应于最大的TEM_(∞)模输出。 关键词：     

高Q光纤环谐振腔陀螺角速度传感研究

模拟仿真了谐振式光纤环腔的透射谱线以及鉴频曲线,得透射谱线最低谷值对应为调制谐振点,鉴频曲线的线性区为陀螺的工作范围区,线性区中点对应谐振点,可作为标度因数最大值.为了实现谐振点的高精度锁频和稳频,设计了谐振式光纤陀螺角速率测定方案,使用比例积分反馈电路实施锁频,利用正弦波扫描窄线宽激光器(线宽小于1kHz)的压电转化模块,使激光器谐振腔长发生变化,从而改变其输出频率,对谐振光纤环腔随外界环境变化同时进行跟踪和锁定.利用线宽法测试并计算出光纤环形谐振腔的品质因数值为107,对比分析了光纤环腔在谐振点和非谐振点锁定情况下的光电探测实时输出,并通过转动测试,得到两种情况下锁定后陀螺的连续转动效果.计算了光纤陀螺系统理论检测灵敏度,结果表明:谐振点锁定后转动效果对应的陀螺输出电平值为锁定非谐振点转速电平值的3倍,验证了谐振式光学陀螺谐振点锁频的重要性.     

激光谐振腔内激活介质像差效应的数值分析

根据气体激光器谐振腔的衍射理论和Ｚｅｒｎｉｋｅ多项式，导出了谐振腔光场振幅分布表达式。用数值分析的方法研究了在不同的相位扰动下，稳腔和非稳腔功率和模式分布曲线。     

球面角锥棱镜非稳腔钕玻璃激光器

为了将虚共焦非稳腔输出光束质量高和角锥棱镜谐振腔具有免调试的优点结合到一起,提出了用球面角锥棱镜构成虚共焦非稳腔的方案。利用已有虚共焦非稳腔钕玻璃激光器,设计加工了一球面角锥棱镜非稳腔钕玻璃激光器。模拟计算了两谐振腔输出光束的模式分布,然后对两钕玻璃激光器进行了实验对比研究。结果表明:实验得到的模式分布与模拟计算结果相吻合,球面角锥棱镜非稳腔钕玻璃激光器与虚共焦非稳腔钕玻璃激光器分别获得了最大2176.9J和2340.6J的能量输出,二者的电光效率与束散基本相同,分别为4.3%,0.30mrad和4.6%,0.26mrad。     

多棒串接固体激光器谐振腔的研究

运用矩阵光学的方法对多棒串接固体激光器的谐振腔参数及其在平平腔时的热稳条件进行了研究，并计算了六棒串接平平腔固体激光器的稳定区.结果证明：多棒串接固体激光器的稳定区和非稳区相互间隔，在平平腔总腔长、激光棒数量n和棒间距L一定的条件下，当采用对称结构时(L₁=L₂)，则谐振腔的每段稳定区均达到最大；且只要 平平腔满足L₁=L₂=L/2以及热焦距f在大于某个下限值f_m时，稳定性条件01< 关键词： 多棒串接固体激光器 稳定区 热稳条件     

连续波锁模掺钕磷酸盐玻璃激光器光学谐振腔的分析

由于Nd:磷酸盐玻璃的热导率和破坏阀值都比较低,故连续波锈模钕磷酸盐玻璃激光器要求其谐振腔有特殊的设计.本文在谐振腔长度固定的限制下,分析了三元件式谐振腔的特性,并且讨论了连续波主动锁模Nd:磷酸盐玻璃激光器光学谐振腔的设计.我们讨论了在不同参量范围下谐振腔的稳定性范围和特性,并且阐明了有关的最佳参数的范围.给出了谐振腔最佳运转区参数的解析表达式.实验结果与理论预测符合得很好.这个解析式对设计三元件或多元件的任何端面泵浦和锁模谐振腔是很有用的.     

LD抽运的折叠腔Nd∶YVO4/KTP倍频红光激光器

对LD端面抽运的Nd∶YVO₄/KTP腔内倍频激光器的三镜折叠腔结构进行优化设计,研究了总腔长、输入镜曲率半径和Nd∶YVO₄和KTP晶体的热效应对激光谐振腔的稳定区域、Nd∶YVO₄晶体内基模光束半径的影响。实验结果表明:该方法所得出的结论与理论相吻合。在实验中比较了折叠腔不同折叠角度的红光输出功率,并获得了最佳折叠角度为25°,其有效倍频效率为10.8%。最后使用基频光的偏振特性与KTP的相位匹配之间的关系对实验结果进行理论解释。     

激光二极管抽运被动调Q周期极化铌酸锂腔内倍频激光特性的研究

提出了将饱和吸收Cr^4 :YAG晶体被动调Q开关同时作为布儒斯特片在三镜V型折叠谐振腔中起像散补偿作用的腔内倍频设计方案。在连续激光二极管端面抽运情况下,给出了V型谐振腔结构光束束腰半径和位置、像散补偿Cr^4 ：YAG晶体的厚度和谐振腔折光角度的设计方法以及计算公式。采用周期极化铌酸锂晶体作为倍频元件,由于谐振腔内的基波和谐波具有相同的偏振办向,避免了腔内双折射引起的绿光噪声问题,得到了输出稳定的序列脉冲。在连续抽运功率为500 mW时,得到了平均功率12．7mW的脉冲绿光输出。     

LD端面泵浦Cr4:YAG被动调Q激光器输出特性研究

对激光二极管端面泵浦Cr⁴⁺:YAG被动调QNd:YAG激光器输出特性进行了实验研究.实验研究发现,激光器输出功率及脉冲重复频率随谐振腔长度增大而增大.为解释这一实验现象,测量了泵浦光斑在激光晶体内尺寸,同时计算了激光晶体及Cr⁴⁺:YAG晶体内的基模激光光斑半径随谐振腔长度变化.分析结果表明:激光晶体内泵浦光斑尺寸远小于激光晶体内基模光斑半径,腔模间交叠效率较低;当腔长增加时,激光晶体内的基模激光光斑减小,腔模间交叠效率增加,从而导致输出功率及脉冲重复频率随腔长增加而增加;另外,Cr⁴⁺:YAG晶体内光斑半径也随谐振腔长度减小,引起Cr⁴⁺:YAG晶体漂白时间缩短,导致脉冲重复频率随腔长增加而增加.     

LD泵浦的Nd:GdVO4/KTP腔内倍频激光器

基于对Nd:GdVO4晶体热焦距的测量及其1.06 μm激光基本性能,用三镜折叠腔研究了半导体激光器(LD)泵浦的Nd:GdVO4/KTP晶体的内腔倍频性质.当用从直径为200 μm的单光纤输出的低功率的半导体激光泵浦时,绿光的阈值是26 mW,光光转换效率为17.3%.当用从直径为1.55 mm的光纤束输出的高功率的半导体激光泵浦时,绿光的阈值是200 mW,光光转换效率为19.35%.     

Diode-pumped passively Q-switched mode-locked Nd:LuVO4 laser with a semiconductor saturable absorber mirror

We present a compact passively Q-switched mode-locked Nd:LuVO₄ laser run in a Z-type folded cavity with semiconductor saturable absorber mirror (SESAM). The repetition rates of the passively Q-switched pulse envelope ranges from 22.99 to 141.18 kHz as the pump power increased from 2.372 to 8.960 W. The repetition rates of mode-locked laser pulses in the Q-switched pulse envelope has 111 MHz determined by the cavity length and the mode-locked pulse duration is evaluated to be 257 ps. An average output power of 823.5 mW is achieved at the pump power of 8.96 W, corresponding to an optical conversion efficiency of 9.2%.     

Alignment-free He–Ne laser with folded cavity

To solve out of operation induced by the disarrangement of cavity mirrors in half intra-cavity He–Ne lasers, a new structure of alignment-free He–Ne laser with folded cavity is invented. A corner cube prism (CCP) is used to structure a folded cavity. This novel laser can work conveniently without any adjustment. Both intensity curves of solid and hollow CCPs are studied, which indicate that it is a finely robust and stabile, and has a large changeable range (approximately, 60 mm) of cavity length. Bright prospect in applications improving the nanometer laser ruler invented by our group before is also shown.     

Compact efficient 1.5 W continuous wave Nd:YVO4/LBO blue laser at 457 nm

A compact folded three-mirror cavity with length of 100 mm is optimized to obtain high efficient 457 nm laser. When the incident pump power into Nd:YVO₄ is 16.3 W, as high as 1.52 W continuous wave 457 nm blue laser is achieved by LBO intracavity frequency doubled. The optical-to-optical conversion efficiency is greater than 9.3%.     

一种折迭式激光腔的设计与分析

本文围绕折迭腔的主要表征指标，根据腔内光场运动方程，对稳态和非稳态自治条件下的光场损耗、振幅分布和选模性进行了分析，给出了有益的数值范围。     

LD端面泵浦Cr~4∶YAG被动调Q激光器输出特性研究

对激光二极管端面泵浦Cr4+∶YAG被动调Q Nd∶YAG激光器输出特性进行了实验研究.实验研究发现,激光器输出功率及脉冲重复频率随谐振腔长度增大而增大.为解释这一实验现象,测量了泵浦光斑在激光晶体内尺寸,同时计算了激光晶体及Cr4+∶YAG晶体内的基模激光光斑半径随谐振腔长度变化.分析结果表明:激光晶体内泵浦光斑尺寸远小于激光晶体内基模光斑半径,腔模间交叠效率较低;当腔长增加时,激光晶体内的基模激光光斑减小,腔模间交叠效率增加,从而导致输出功率及脉冲重复频率随腔长增加而增加;另外,Cr4+∶YAG晶体内光斑半径也随谐振腔长度减小,引起Cr4+∶YAG晶体漂白时间缩短,导致脉冲重复频率随腔长增加而增加.