掺Yb3+双包层光纤激光器的数值分析

 对掺Yb³⁺双包层光纤激光器不同参数情况下的输出功率和增益分布进行了数值模拟，分析了一端泵浦和双端泵浦方式下输出特性的差异，激光沿光纤长度方向的分布，输出功率与光纤长度、腔镜反射率及泵浦功率的关系。结果显示：两端泵浦较一端泵浦增益更加平坦，输出功率也稍高；当泵浦光波长为975nm时，输出激光功率对光纤长度更为敏感，最佳光纤长度相对于泵浦光波长为915nm时短且转化效率高；在大功率长光纤的情况下，光纤有损耗时输出功率随输出腔镜反射率的增加单调地减小，无损耗时输出功率不随输出腔镜反射率变化。     

基于透明陶瓷材料的激光研究进展

陶瓷激光器是一种以透明陶瓷材料作为增益介质的激光器。与单晶相比,透明陶瓷具有制备周期短和烧结温度低等优势,在激活离子高掺杂浓度下能保证良好的光学均匀性,且容易制备成各种大尺寸复合结构。近年在高功率和超短超强激光输出方面得到广泛应用,产生了一系列研究成果。回顾了陶瓷激光器的发展历程,总结了透明陶瓷在高功率、超短超强脉冲激光输出和特殊波长激光输出等方面的最新进展,并阐述了基于陶瓷制备优势的新型激光材料的发展趋势。     

Wavelength tunability of tandem optical parametric oscillator based on single PPMgOLN crystal

The theoretical analysis and experimental results of the wavelength tunability of a tandem optical parametric oscillator (TOPO) based on a single nonlinear crystal are presented.TOPO is a configuration wherein the signal laser is used as a pump laser to generate secondary optical parametric oscillator (OPO).The cascaded parametric interactions are achieved synchronously in a single-grating-period MgO doped periodically poled lithium niobate (PPMgOLN).Tunable multiple-wavelength mid-infrared (mid-IR) lasers are obtained by changing the temperature of the crystal.When the PPMgOLN crystal with a grating period of 31.2 μm is operated at 148 ℃,the dual OPOs generate an identical mid-IR laser of 2.83 μm.The secondary OPO transforms into an optical parametric amplifier,in which different frequency mixing from the signal laser results in the amplification of the idler laser in the first OPO.TOPO is a useful configuration for multiple laser output,broad tuning range,and high-efficiency mid-IR lasers.     

Mid-infrared optical parametric oscillator based on ZnGeP2 pumped by 2-μm laser

We present a 3 5 μ m optical parametric oscillator (OPO) based on ZGP pumped by KTP OPO 2.1-μ m laser. The tuning curves of ZGP OPO are calculated. The 8 ×6 ×18 (mm) ZGP crystal, whose end faces are antireflection coated at 2.1 and 3.7 4.6 μ m, is cut as θ =53.5°, φ =0°. When the pump power of 2.1-μ m polarized laser is 15 W at 8 kHz, 5.7-W output power and 46.6% slope efficiency are obtained with a ZGP type I phase match. Central wavelengths of the signal and idler lasers are 4.10 and 4.32 μ m, respectively. Pulse duration is about 27 ns. Beam quality factor M 2 is better than 1.8. The tunability of 3 5 μ m can be achieved by changing the angle of the ZGP crystal.     

LBO晶体和频产生589 nm激光的数值模拟及实验研究

 基于非线性光学理论，分析了1 064 nm和1 319 nm和频产生589 nm激光源的理论基础。针对LBO晶体的I类相位匹配条件及最佳晶体长度的选择进行了计算机数值模拟，给出了最佳晶体长度与总入射功率的关系曲线。当波矢量与光轴夹角为90°，波矢量方位角为3.39°时，计算出相应的有效和频系数为0.952×10^-12 m/V。设计了一种简便高效的实验和频方案，二极管泵浦Nd:YAG激光器经腔镜镀膜及腔内可倾斜标准具调谐，分别输出了波长为1 064 nm和1 319 nm的准连续激光，然后通过脉冲同步调节，实现了589 nm黄光输出，平均功率达到500 mW，光束质量因子M2约2.1，和频效率18%。     

二极管激光光栅-外腔光谱合成技术模拟研究

 光栅-外腔光谱合成效率主要由激光器和外腔的耦合效率决定。从衍射积分方程出发，建立了存在离轴像差情况下耦合效率模型，分析了光谱合成系统参数对耦合效率的影响。结果表明：当离轴距离增加、横模阶次增大、模场半径减小、阵列平面或光栅平面偏离焦平面时，耦合效率随之下降；光栅倾角和光栅平面-耦合输出镜距离对耦合效率影响甚微。对采用焦距为500 mm的对称双球面透镜，长度为10 mm二极管激光阵列的系统，快轴方向模场半径应大于0.15 mm, 慢轴方向模场半径应大于 20 μm， 阵列平面位置误差应控制在±0.5 mm内，光栅平面位置误差应控制在±0.2 mm内。     

高功率中红外3.8 μm激光器

 采用1.06 μm激光泵浦准相位匹配周期极化铌酸锂（PPMgLN）晶体光参量振荡器，实现高功率高效率高重复频率3.84 μm中红外激光输出。泵浦源为椭圆光斑1.06 μm激光，PPMgLN晶体MgO摩尔分数为5%，光参量振荡器为外腔单谐振结构，采用e→e+e相位匹配，利用了PPMgLN晶体的最大非线性系数。在1.06 μm激光功率为73 W，声光Q开关工作频率为7.5 kHz的条件下，获得平均功率8.3 W，波长3.84 μm激光输出，光-光转换斜率效率14.1％，水平和垂直方向光束质量平方因子分别为1.94，4.57。     

准相位匹配PPMgLN光参量振荡技术

 理论上分析了PPMgLN光参量振荡波长调谐特性，计算了泵浦阈值和转换效率。准相位匹配情况下，周期调谐是获得中红外波长调谐有效方法之一。采用高斯光束泵浦，当泵浦功率密度超过阈值泵浦功率密度约6.5倍时，可以获得最高转换效率，约71%。采用1 064 nm激光泵浦多周期PPMgLN晶体，实验上获得了波长调谐范围2.7~4.8 mm，当泵浦功率为8 W时，在波长3.7 mm处激光输出功率超过1.6 W，斜效率超过20%，相应的转换效率约为69%，与理论分析基本一致。     

基于周期极化钽酸锂晶体的光参变振荡器技术研究

对基于周期极化钽酸锂(PPLT)晶体的光参变振荡器(OPO)技术进行了理论分析和实验研究,通过三波混频耦合波方程组,计算了PPLT-OPO的波长调谐曲线.分别研究了信号光单谐振结构(SSRO)和闲频光单谐振结构(ISRO)下,PPLT-OPO的中红外激光输出特性.当Nd:YAG激光器输出的1.064 μm激光抽运功率为...     

高效率中红外可调谐激光器

中红外波段光在大气环境监测、医学、特殊环境远距离监控以及光谱学研究等诸多领域有重要的应用价值。产生中红外激光主要有以下技术途径：气体激光器、化学激光器、二极管激光器、稀土掺杂固体激光器、光纤激光器和光参量振荡器（OPO）等。基于OPO技术的可调谐中红外固体激光器由于其具有波长调谐范围宽（2～12μm）、转换效率高、结构紧凑、重量轻、维护简单等特点。