激光二极管双端抽运高功率高光束质量Z型折叠腔Nd:YVO_4激光器

在高功率激光二极管(LD)抽运条件下,固体增益介质的热透镜效应是优化激光谐振腔系统所必须考虑的重要因素之一。利用带尾纤耦合输出的激光二极管和整形聚焦透镜组组合抽运Nd:YVO4晶体,用稳腔法测量了激光晶体的等效热焦距。利用LAS-CAD软件模拟了三种热稳腔结构在所测等效热焦距下的模式分布,对LD双端抽运Nd:YVO4激光器Z字型谐振腔进行优化设计后,实验选定后腔镜曲率半径R1=300mm,输出镜曲率半径R2=100mm,腔长Ltotal=280mm,耦合输出镜透射率T=50%。当输入61W抽运功率时,激光最高输出功率达21.3W,光束质量因子M21.41,所得激光器输出结果与理论预期吻合得很好。     

非对称平直腔固体激光器的动力学分析

利用传播圆图解方法，分析了非对称平直腔固体激光器的热透镜效应对激光器的动力学稳定区的宽度、基模光斑尺寸和发散角的影响。此方法避免了传统ABCD矩阵法所需的繁琐计算，结果清晰明了，进而给出了测量晶体热焦距的一个简单方法。在该理论的指导下，设计了符合试验条件的谐振腔参量，并进行了实验研究，测量了激光二极管端面抽运的Nd：YVO4激光器的热焦距和光斑模式，当抽运功率23W时获得了稳定的10W准基模连续输出，实验结果与理论符合得很好。     

端面泵浦双Nd∶YVO_4激光器中热效应对腔稳定性的影响

利用多个激光晶体串接方式可以提高固体激光器的输出功率 发展双Nd∶YVO4 晶体激光器 ,将晶体的端面镀膜作为谐振腔的端面镜 ,构成了平行平面谐振腔 对平行平面谐振腔的等效腔进行了理论分析 ,结果表明激光晶体吸收泵浦光产生的热透镜效应对保持腔的稳定性起到了重要的作用 在国内首次进行了双端泵浦双Nd∶YVO4 激光器的实验研究 ,在抽运功率为 2 0 .74W时获得了 11W的 10 6 4nmTEM0 0 模激光输出 ,其光 光转化效率约为 5 3% 并且对于不同掺杂浓度下的实验结果进行了讨论     

LD端面抽运1KHz电光调Q Nd:YVO4激光器输出功率特性研究

报道了全固态激光器连续抽运高重复率电光调Q Nd:YVO4激光器的实验和理论分析结果,用BBO晶体作电光调Q元件,在激光二极管(LD)端面抽运Nd:YVO4激光器中实现了较高重复率的电光调Q输出.实验中在1 kHz重复率下,抽运功率为10 W时,平均功率超过170 mW.对输出功率曲线中的凹陷现象进行了分析,指出了制约激光器的内在诸因素,并用传播圆-变换圆图解分析方法给出了合理的解释.     

LD端面抽运1KHz电光调Q Nd∶YVO4激光器输出功率特性研究

报道了全固态激光器连续抽运高重复率电光调Q Nd∶YVO4激光器的实验和理论分析结果,用BBO晶体作电光调Q元件,在激光二极管（LD）端面抽运Nd∶YVO4激光器中实现了较高重复率的电光调Q输出.实验中在1 kHz重复率下,抽运功率为10 W时,平均功率超过170 mW.对输出功率曲线中的凹陷现象进行了分析,指出了制约激光器的内在诸因素,并用传播圆－变换圆图解分析方法给出了合理的解释.     

激光二极管端面纵向泵浦Nd:YVO_4激光器的热效应研究

针对激光二极管端面纵向泵浦Nd:YVO4激光器,本文理论和实验详细研究了Nd:YVO4晶体的热透镜效应。在激光二极管的中心波长分别为808nm和880nm及分别采用单端端面纵向泵浦和双端端面纵向泵浦结构情况下,实验测量了Nd:YVO4晶体的热透镜焦距,实验结果和理论预测基本吻合。同时在泵浦功率60W时获得了18.8W的连续基横模激光输出。     

端面泵浦双Nd: YVO4激光器中热效应对腔稳定性的影响

利用多个激光晶体串接方式可以提高固体激光器的输出功率. 发展双Nd: YVO₄晶体激光器, 将晶体的端面镀膜作为谐振腔的端面镜, 构成了平行平面谐振腔. 对平行平面谐振腔的等效腔进行了理论分析, 结果表明激光晶体吸收泵浦光产生的热透镜效应对保持腔的稳定性起到了重要的作用. 在国内首次进行了双端泵浦双Nd: YVO₄激光器的实验研究, 在抽运功率为 20.74 W时获得了11 W的1064 nm TEM00模激光输出, 其光-光转化效率约为53%. 并且对于不同掺杂浓度下的实验结果进行了讨论.     

LD端面泵浦折叠腔Nd∶YVO4/LBO激光器

对端面泵浦Nd∶ YVO4构成的四镜Z型折叠腔结构进行了理论研究,合理调整谐振腔的参量关系,使谐振腔能够适应不同泵浦功率下激光晶体热焦距的变化,同时所设计的折叠腔还具有腔参量调整灵活等特点.以LBO晶体为倍频晶体,采用Ⅰ类角度调节位相匹配技术,在双端泵浦光功率为26 W时,成功地获得了4 W稳定的连续绿光输出.Nd∶ YVO4/LBO绿光激光器输出为4 W时的稳定性为1.3%,其光-光转换效率达到13%.     

LD端抽运平直腔Nd:YVO4固态激光器的输出功率特性研究

对LD端抽运平直腔Nd:YVO4固态激光器输出功率特性受激光器内在诸因素(热透镜效应、腔长、激活孔径等)的制约关系进行了研究.并用传播圆-变换圆图解分析方法给出了合理的解释,同时,对进一步提高其输出功率特性指出了方向.     

LD端抽运平直腔Nd:YVO4固态激光器的输出功率特性研究

对LD端抽运平直腔Nd:YVO₄固态激光器输出功率特性受激光器内在诸因素(热透镜效应、腔长、激活孔径等)的制约关系进行了研究.并用传播圆-变换圆图解分析方法给出了合理的解释，同时，对进一步提高其输出功率特性指出了方向. 关键词： 固体激光器 热透镜 变换圆 平直腔     

High frequency pulse trains from a self-starting additive pulse mode-locked all-fiber laser

In this paper, a coupled-cavity Er-doped fiber laser is experimentally developed and analyzed. The proposed scheme has the advantage of an all-fiber configuration. Two similar fiber Bragg gratings are employed as reflective components of the main cavity containing the gain medium. The second cavity is generated, in one side, by the reflective flat end of a standard fiber optic pigtail of variable length and, in the other, by one of the Bragg gratings belonging to the main cavity. Depending on the ratio between the lengths of both cavities, trains of stable and short pulses were obtained with a repetition frequency larger than the frequency of the main cavity. The repetition rate of the pulse trains experimentally obtained was as high as 780 MHz (15 times the main cavity frequency) and the pulse width was ∼110 ps. Prediction of the possible repetition rates for each cavities lengths ratio and the upgrading possibilities of this laser system are analyzed.     

Variation of Lasing Wavelength of Fiber Grating Semiconductor Laser with Temperature for Different External Cavity Lengths

For different external cavity lengths, lasing wavelength variation of fiber grating external cavity semiconductor laser (FGECSL) with ambient temperature has been investigated theoretically, and the theoretical results are in agreement with reported experimental observations.     

激光回馈引起的微片Nd:YAG激光器频差调制

微片激光器由于自身的内应力会输出频率分裂的正交偏振的两个模式.研究了回馈对微片激光器频差的影响.研究发现:在回馈的作用下微片激光器的频差大小呈现出以初始频差为中心的类正弦的频差调制,周期为λ/2;频差调制曲线的幅度与回馈水平成正比,但是当回馈水平过强时会出现偏振态跳变,从而使频差消失;在一定的回馈外腔范围内,频差调制曲线的幅度与初始频差亦成正比.并利用复合腔模型和激光器的自洽理论进行了理论分析和模拟,所得结果与实验结果相符.此调制现象在精密测量领域有潜在应用.     

Properties of continuous-wave 1123 nm laser with diode-side-pumped Nd:YAG

Laser properties of diode-side-pumped Nd:YAG laser operating at 1123 nm are demonstrated. A 1.0 at % Nd-doped Nd:YAG rod with a size of Ø3 × 63 mm² is used as the active medium. Both radial and tangential thermal focal lengths of this side-pumped Nd:YAG rod are determined under lasing condition. The results show that the bifocusing strength of 1123 nm laser is larger than that of 1164 nm laser, and 1123-nm thermal focal lengths are shorter than those of 1064-nm laser due to higher quantum defect. Laser output performances of 1123 nm in terms of stability, output power and beam quality influenced by pump power at different cavity lengths are also discussed with a convex-piano cavity.     

Fundamental frequency noise properties of extended cavity erbium fiber lasers

A multimode linear cavity and a single-mode unidirectional ring cavity fiber laser with meter-long cavity lengths are shown to exhibit frequency noise limited by fundamental thermodynamic noise from 100?Hz to 100?kHz. Their measured spectra agree closely with theoretically derived thermodynamic noise and the characteristic dependence of the frequency noise power spectrum on the inverse of the cavity length is observed. The unidirectional ring laser exhibits a frequency noise of 2?Hz/Hz(1/2) at 1?kHz, one of the lowest published values to date from a free-running laser. The multimode linear cavity laser is shown to be a suitable candidate for thermal-noise-limited, meter-long fiber laser strain sensors with a strain resolution of 14?f?/Hz(1/2) at 1?kHz.     

太阳光抽运激光器抽运系统优化

太阳光抽运激光器中,抽运系统提供的太阳抽运光与激活晶体之间的耦合决定了激光输出的总体效率。使用Tracepro软件,建立了菲涅耳透镜、锥形抽运腔二级抽运系统模型,并对该系统进行优化。通过分析菲涅耳透镜焦斑能量沿轴线的分布,得到了锥形腔入射窗口的口径和窗口距菲涅耳透镜的距离。通过改变锥形抽运腔的腔长和锥度,分析晶体棒轴向抽运功率密度分布,得到了锥形腔的最佳结构,并对镜面反射腔和陶瓷腔进行了详细的介绍。     

全反射棱镜式环形激光器耦合输出的理论分析

对采用棱镜耦合器的全反射棱镜式环形激光器的耦合输出特性进行了理论研究, 导出了有“楔形”间隙的棱镜耦合器的反射系数和透射系数表达式, 给出了反射率和透过率随“楔形”间隙高度变化的理论计算曲线, 进而研究了有关材料选取、腔内振荡分量的选取及减小棱镜耦合器对环形激光腔内模式的影响等问题. 这些研究对于全反射棱镜式环形激光器在激光陀螺、激光角速度传感器等实际应用中有重要意义.     

Free electron laser based on the Smith–Purcell radiation

A Smith–Purcell (S–P) free electron laser (FEL) composed of a metallic diffraction flat grating, an open cylindrical mirror cavity and a relativistic sheet electron beam with moderate energy, is presented. The characteristics of this device are studied by theoretical analysis, experimental measurements and particle-in-cell (PIC) simulation method. Results indicate that coherent radiation with output peak power up to 50 MW at millimeter wavelengths can be generated by using relativistic electron beam of moderate energy.     

基于图像边沿特征的强激光腔镜准直处理方法

 激光束光路自动准直系统用于高功率激光装置光束精密准直。基于某激光原型装置总体对腔镜准直调整流程,针对高功率激光系统腔镜准直过程光斑图像,仿真处理并定量分析了光斑边缘特征;结合腔镜准直监测单元光传输分析,使用激光光斑边缘不同部分曲率的相似性和光斑圆形度实现了对腔镜调节的量化评估。在腔镜准直结束时圆形度指标为12.222;边缘相似度达到99.62%。     

角隅全反镜谐振腔激光器的输出特性

 在高功率脉冲气体激光器中，用角隅反射镜作为全反镜，平行平面镜作为输出镜构成角隅全反镜谐振腔。对角隅腔激光器的输出特性和抗失调稳定性进行了研究，并与平凹腔和平平腔激光器进行了比较。实验结果表明：在角隅全反镜失调角为16 mrad时，角隅腔激光器的单脉冲输出能量下降9.2%，且近场输出光斑没有明显变化；而凹面全反镜失调角仅为0.4 mrad时，平凹腔激光器输出能量下降了9%，近场输出光斑严重变形。在输出镜正前方3.12 m处测量，当角隅镜偏转16.3 mrad时，激光器输出光斑与标准状态时的输出光斑重合；凹面全反镜失调角为0.4 mrad时，激光器输出光斑位移14 mm。经模式仪分析表明，角隅腔激光器近场光强分布均匀。