基于光纤激光器泵浦的高功率准连续Ho∶YLF激光器

2μm激光器作为中波红外固体激光器的泵浦源方案之一,由于可以获得较高的中波红外激光输出,因此逐渐得到重视。设计了一种基于1 940nm光纤激光器泵浦的高平均功率准连续Ho∶YLF激光器,并对其进行了实验研究,表明在Ho离子掺杂浓度0.5%、晶体长度35mm、晶体控温20℃时,采用双棒串接、平凹腔L型结构获得了36 W的准连续2.067μm激光输出,其最高光光转换效率为51.4%,重复频率20kHz,脉冲宽度121ns,谱线宽度小于3nm。实验结果验证了采用1 940nm光纤激光器泵浦作为泵浦Ho∶YLF获得高功率准连续2μm激光的可行性。     

二极管泵浦的2 μm高重复频率脉冲固体激光器

 报道了连续二极管端面泵浦2 μm高重复频率Tm,Ho:YLF激光器的实验研究结果。792 nm光纤耦合激光二极管作泵浦源，泵浦液氮制冷的Tm,Ho:YLF晶体。动态运转时，平均输出功率达到4 W，相应的能量抽取效率大于85%。采用声光调Q方式，重复频率1～50 kHz可调，10 kHz时，峰值功率达到12 kW，最小脉宽为32 ns。同时，还对二极管泵浦2 μm激光器设计中的各种因素进行了分析。     

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。     

激光二极管抽运Tm,Ho:YLF晶体声光调Q激光器

对激光二极管端面抽运Tm,Ho：YLF晶体声光调Q激光器的激光特性进行了研究。根据粒子跃迁和能量传递过程,在考虑能级传递上转换的前提下,建立了Tm,Ho：YLF脉冲激光器的速率方程,得到了初始反转粒子数的解析表达式,分析了能量传递上转换效应对激光上能级反转粒子数的影响。在室温下实现了2μm波长激光的脉冲输出。实验上给出并分析了Tm,Ho：YLF脉冲激光器的平均输出功率、单脉冲能量和脉冲宽度随抽运功率以及声光Q开关调制频率的变化关系。在抽运功率为2．8W．重复频率为9kHz时,获得了平均输出功率为189mW的激光脉冲,光-光转换效率为6．8％。在重复频率为1kHz时,得到最大单脉冲能量为65μJ,峰值功率为0．17kW。     

基于石墨烯的宽带可饱和吸收体的制备及其在激光器中的应用

将石墨烯作为宽带可饱和吸收体分别应用在1.06μm Nd∶YAG固体激光器、2μm Tm∶YAP固体激光器以及1.55μm掺铒全光纤激光中.石墨烯采用化学汽相沉积法制备,以乙炔作为碳源,25μm厚的铜箔作为生长基体和催化剂,H2为载气,Ar为辅助气体,在常压、1 000℃高温条件下进行生长.1.06μm Nd∶YAG固体激光器实验中,采用直线型侧面泵浦腔型结构,当输出功率为10W时,得到了重复频率为360kHz,脉冲宽度240ns的最短脉冲输出,其单脉冲能量为27μJ,峰值功率为115.7W;2μm Tm∶YAP固体激光器实验中,使用中心波长在795nm附近的半导体激光器作为泵浦源,采用10%透过率的输出镜获得了脉宽为1.4μs的最窄调Q脉冲;环形腔1.55μm掺铒全光纤激光器实验中,利用1.25m长的高掺铒光纤作为增益光纤,当泵浦功率为100mW时,输出功率为10mW,获得了脉冲宽度314ps的稳定被动连续锁模脉冲,脉冲重复频率为20MHz并验证了同次制备的石墨烯的宽带可饱和吸收特性.     

激光二极管抽运Tm,Ho∶YLF晶体声光调Q激光器

对激光二极管端面抽运Tm,Ho∶YLF晶体声光调Q激光器的激光特性进行了研究。根据粒子跃迁和能量传递过程,在考虑能级传递上转换的前提下,建立了Tm,Ho∶YLF脉冲激光器的速率方程,得到了初始反转粒子数的解析表达式,分析了能量传递上转换效应对激光上能级反转粒子数的影响。在室温下实现了2 μm波长激光的脉冲输出。实验上给出并分析了Tm,Ho∶YLF脉冲激光器的平均输出功率、单脉冲能量和脉冲宽度随抽运功率以及声光Q开关调制频率的变化关系。在抽运功率为2.8 W,重复频率为9 kHz时,获得了平均输出功率为189 mW的激光脉冲,光光转换效率为6.8%。在重复频率为1 kHz时,得到最大单脉冲能量为65 μJ,峰值功率为0.17 kW。     

增益调制高重频脉冲光纤激光器实验研究

采用脉冲泵浦方案,研制出了基于增益调制技术的全光纤结构高重频脉冲激光器。采用电路直接调制的激光二极管作为泵浦源,双包层光纤作为增益介质,构造了光纤光栅选模的线形腔结构。实验中通过调整泵浦光脉冲宽度和光纤激光器谐振腔长度,得到了稳定的高重频脉冲。在100kHz重复频率下,采用21W的峰值泵浦功率和2.5μs的泵浦脉冲宽度,获得了1.06μm波长,脉冲宽度247ns的稳定脉冲激光输出。脉冲峰值功率一致性好,平均功率长期功率稳定性为2%。观察并分析了由于纵模拍频在脉冲包络上产生的次脉冲特性。通过一级放大实现89.6 W输出。     

100W全光纤化高重频窄脉宽光纤激光器

报道了一种基于主振荡功率放大结构工作的全光纤化高重复频率窄脉冲宽度光纤激光器.种子源是一个直接电脉冲调制的1 063 nm光纤耦合输出半导体激光器.为了抑制放大器中产生的放大自发辐射光,将种子激光的脉冲波形调制为二阶超高斯型.峰值功率为950 mW的半导体激光器经过2级大模场掺镱双包层光纤放大器(纤芯分别为10μm和30μm)功率放大后,最终获得了平均功率为101 W、重复频率为200 kHz、脉冲宽度为14.77 ns、峰值功率为34.2 kW、3 dB光谱宽度为0.261 nm、光束质量M~2为1.17的脉冲激光输出.与传统的纳秒级脉冲光纤激光器相比,该激光器峰值功率高、光束质量优、光谱宽度窄、结构简单,可广泛应用于激光雷达、遥感探测、倍频和光参量震荡等领域.     

Ho∶YAG激光泵浦的磷锗锌光参量振荡器

介绍了由Ho∶YAG声光调Q激光器输出2.1μm激光脉冲泵浦ZGP光参量振荡器。利用1.9μm激光器作为Ho∶YAG激光器的泵浦源,调Q重复频率为15kHz时,激光器输出功率21.5 W单一波长窄线宽激光。由Ho∶YAG激光器泵浦ZGP-OPO,最大输出中波红外激光8.85 W,激光脉冲宽度14.5ns,激光器输出斜效率高达80.9%。该激光器在气体检测及光电对抗等领域有广泛的应用前景。     

适用于水下同步照明的灯泵浦绿光激光器研制

研制了脉冲宽度大、单脉冲能量大的绿光激光器,其中脉冲重复频率与高速相机帧频同步,且光纤耦合输出.激光器采用平凸非稳腔结构,灯泵浦Nd∶YAG晶体,KTP晶体内腔倍频,被动调Q方式,实现了最大重复频率为300Hz、脉冲宽度为70μs、平均功率为38W、单脉冲能量为126.7mJ、光束发散角为3.5mrad的532nm激光输出.将该激光耦合到芯径为800μm的光纤中进行水下实验,耦合效率达到92%.     

Q-switched Ho:YAlO<Subscript>3</Subscript> laser pumped by Tm:YLF laser at room temperature

A Q-switched high efficient Ho:YAlO₃ (Ho:YAP) laser pumped by a diode-pumped Tm:YLF laser at room-temperature is realized. The maximum output energy reaches 1.58 mJ under the repetition frequency of 5 kHz, when the incident pump power is 15.6 W. The pulse width is 22 ns. The wavelength is 2118 nm when the transmission of output coupler is 30%. The beam quality factor is M ² ∼ 1.39 measured by the traveling knife-edge method.     

Q-switched operation of an in-band-pumped Ho:LuAG laser with kilohertz pulse repetition frequency

We report continuous-wave (CW) and repetitively Q-switched operation of an in-band-pumped Ho:LuAG laser at room temperature. End-pumped by a Tm:YLF solid-state laser with emission wavelength of 1.91 μm, the CW Ho:LuAG laser generated 5.4-W output at 2100.7 nm with beam quality factor of M ²～1.03 for an incident pump power of 14.1 W, corresponding to slope efficiency of 67% with respect to absorbed pump power. Up to 1.5-mJ energy per pulse at pulse repetition frequency (PRF) of 3 kHz and 4.5-W average power with FWHM pulse width of 28 ns at 5 kHz were demonstrated in repetitively Q-switched operation.     

Amplification of a <Emphasis Type="Italic">Q</Emphasis>-Switched Ho:GdVO<Subscript>4</Subscript> Oscillator in Thulium-Doped Large-Mode-Area Fiber

We report a high peak power, narrow linewidth, stable pulsed Ho:GdVO₄ amplifier based on thuliumdoped fiber, which produces 6.65 W average output power at 2,048 nm and 56.8 kW peak power with 11.7 ns pulse width at 10 kHz repetition rate. We use a simple Q-switched Ho:GdVO₄ laser as a seed laser and a thulium-doped fiber pumped by a 792 nm laser diode as an amplifier. The fiber amplifier provided 6.5 dB gain to the input signal. The spectral linewidth of the Ho:GdVO₄ amplifier remains < 0.5 nm with an M² beam quality of 1.36.     

Directly diode-pumped high-energy Ho:YAG oscillator

We report on the high-energy laser operation of an Ho:YAG oscillator resonantly pumped by a GaSb-based laser diode stack at 1.9 μm. The output energy was extracted from a compact plano-concave acousto-optically Q-switched resonator optimized for low repetition rates. Operating at 100 Hz, pulse energies exceeding 30 mJ at a wavelength of 2.09 μm were obtained. The corresponding pulse duration at the highest pump power was 100 ns, leading to a maximum peak power above 300 kW. Different pulse repetition rates and output coupling transmissions of the Ho:YAG resonator were studied. In addition, intracavity laser-induced damage threshold measurements are discussed.     

520 mJ langasite electro-optically Q-switched Cr, Tm, Ho:YAG laser

A flash lamp pumped 2.09 μm Cr, Tm, Ho:YAG laser utilizing a self-grown La(3)Ga(5)SiO(14) crystal as the electro-optic Q-switch generator is proposed and demonstrated for the first time. Operating at 3 Hz repetition rate, 520 mJ pulse energy with 35 ns pulse width is achieved by optimizing the Q-switch delay time and compensating for the thermal depolarization with a quarter-wave plate. The corresponding peak power is 14.86 MW, and the Q-switched-to-normal-mode energy extraction efficiency is 66.3%. To our knowledge, this Q-switched giant pulse is the best result reported to date in 2.09 μm laser resonator.     

二极管泵浦自启动附加脉冲锁模Nd:YLF激光器

实现了激光二极管泵浦Nd:YLF激光器的自启动附加脉冲锁模,工作波长1053um,得到2.8ps的超短脉冲,重复频率130MHz,有效输出功率70mW.     

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.