高峰值功率重频脉冲固体激光器

综述了高峰值功率重频脉冲固体激光器的发展现状,对其中的Q开关、腔倒空、锁模等窄脉冲技术和放大技术进行了分析,展示了高峰值功率重频脉冲固体激光器的发展前景。     

高峰值功率重频脉冲固体激光器

综述了高峰值功率重频脉冲固体激光器的发展现状，对其中的Ｑ开关、腔倒空、锁模等窄脉冲技术和放大技术进行了分析，展示了高峰值功率重频脉冲固体激光器的发展前景。     

高峰值功率窄线宽固体激光器技术

报道了一种高峰值功率、窄线宽、高光束质量的主动调Q脉冲固体激光器,具有体积小、结构紧凑、环境适应性强等优点。采用LD侧面空间补偿泵浦、升压式RTP晶体电光调Q、利用布拉格体光栅VBG压窄线宽等技术。在工作频率20 Hz时,获得了脉冲宽度10 ns,单脉冲能量200 mJ,光束发散角2 mrad,在室温25 ℃时,中心波长1064 nm,中心波长漂移量≤0.05 nm,线宽(半高宽)≤0.1 nm的激光输出。     

高效高峰值功率全固态355nm紫外激光器

为了获得结构紧凑的瓦级实用化高峰值全固态355nm紫外激光器,采用简单紧凑的平平直腔结构,使用声光Q开关进行调制,通过LD端面抽运Nd:YAG激光晶体,在重复频率1kHz～50kHz的情况下,产生平均功率1.03W～6.1W的1064nm红外光;采用LBO晶体进行2倍频和3倍频,在重复频率10kHz时得到紫外的最高输出功率1.08W,峰值12kW;在重复频率5kHz时得到紫外的最高峰值功率为17kW。结果表明,该方案满足了实际的应用需求。     

高峰值功率脉冲氟化氢激光器

报道了大体积火花预电离横向放电的脉冲HF激光器。通过采用紧凑的结构安排,在放电体积为4cm×5cm×90cm的SF6和C2H6混合气中获得了均匀稳定的放电。在总气压为12.6kPa、最高充电电压45kV时,激光输出脉冲能量为3J,激光脉冲峰值功率约18MW。     

高峰值功率微片激光器及其在LIBS中的应用

利用Nd3+:YAG/Cr4+:YAG键合晶体分别研究了被动调Q的单体和半外腔结构激光器的高峰值功率短脉冲激光特性,发现半外腔结构的被动调Q激光器具有产生脉冲宽度小于1ns、单脉冲能量达1mJ、峰值功率超过1 MW的潜力,远远优于单体激光器可以获得的单脉冲激光能量和激光峰值功率。利用所研制的半外腔结构被动调Q激光器,并结合自行研制的高分辨率光纤光谱仪,开展了激光诱导击穿光谱(LIBS)技术研究,针对标准铁合金样品和溶液中的Pb重金属离子,得到了较好的定性分析结果和定量关系曲线。     

100MW级高峰值功率高光束质量Nd:YAG激光器

报道了一台高峰值功率、高光束质量、高稳定性的100 MW级脉冲灯泵浦Nd:YAG激光器。激光器整机采用种子注入功率放大方式,由激光脉冲放大理论出发,理论分析了影响放大级输出能量密度的因素,结合腔型结构优化设计,合理地选取了实验器件参数。实验中,本振级采用基模动态稳定腔结合电光调Q方式,实现了42mJ基模脉冲激光稳定输出,发散角为0.9mrad。当重复频率为10Hz时,经过腔外两级放大,激光器最终获得了1.146 J的1 064 nm动态激光,脉宽为9.2 ns;输出光束为平顶高斯型分布,发散角为0.3 mrad,1 h内的能量不稳定度RMS≤2.88%。     

单级静态高峰值功率灯抽运脉冲Nd:YAG固体激光器

报道了采用对称平面平行腔结构实现单级静态输出30 kW高峰值功率灯抽运Nd;YAG固体激光器的研究结果.从速率方程出发,推导出脉冲Nd,YAG固体激光器的单脉冲能量表达式,模拟出输出镜最佳透过率及最大输出能量.通过实验选取激光器工作的最佳参数,研制出一台高峰值功率灯抽运脉冲Nd:YAG激光器,理论模拟和最佳实验结果基本一致.激光器在最大输入电压为800 V,脉宽为2 ms时,输出最大单脉冲能量60 J,最大峰值功率30 kW,光束质量M2为5.9,总体电光转换效率3.3%.在最大输入电压为800 V,脉宽为1.5 ms时最大平均功率405 W.采用该激光器切割6 mm低碳钢和4 mm不锈钢,在脉宽为2 ms,频率为6 Hz,峰值功率为30 kW时,切割4 mm不锈钢速度为1 mm/s,切割6 mm低碳钢速度为1.5～2 mm/s.     

单级静态高峰值功率灯抽运脉冲Nd∶YAG固体激光器

报道了采用对称平面平行腔结构实现单级静态输出30 kW高峰值功率灯抽运Nd∶YAG固体激光器的研究结果。从速率方程出发,推导出脉冲Nd∶YAG固体激光器的单脉冲能量表达式,模拟出输出镜最佳透过率及最大输出能量。通过实验选取激光器工作的最佳参数,研制出一台高峰值功率灯抽运脉冲Nd∶YAG激光器,理论模拟和最佳实验结果基本一致。激光器在最大输入电压为800 V,脉宽为2 ms时,输出最大单脉冲能量60 J,最大峰值功率30 kW,光束质量M2为5.9,总体电光转换效率3.3%。在最大输入电压为800 V,脉宽为1.5 ms时最大平均功率405 W。采用该激光器切割6 mm低碳钢和4 mm不锈钢,在脉宽为2 ms,频率为6 Hz,峰值功率为30 kW时,切割4 mm不锈钢速度为1 mm/s,切割6 mm低碳钢速度为1.5~2 mm/s。     

流体直接冷却固体激光器实现激光输出验证

流体直接冷却薄片型固体激光介质是美国通用原子公司"液体激光器"方案的核心思想,是固体激光实现十万瓦级高功率输出的有效途径。固液表面损耗、液体流场影响以及腔体附加损耗等,是此类激光器所面临的新问题。2012年5月中旬,清华大学的流体直接冷却固体激光器进行了首次整机实验,实现了激光输出。     

高效率、高峰值功率351nm准连续紫外激光器

报道了一台高效率、高峰值功率351 nm紫外激光器。采用激光二极管（LD）端面抽运Nd:YLF晶体声光调Q获得准连续窄脉宽1 053 nm基波振荡,腔外两块LiB3O5（LBO）晶体紧贴输出镜放置,对基频光进行二倍频和三倍频,获得了高峰值功率351 nm紫外激光输出。在LD抽运功率为14 W、声光调 Q 激光器的调制频率为1 kHz的工作条件下,基波平均输出功率为1.45 W时,得到351 nm紫外激光平均输出功率450 mW,1 053 nm基频光到351 nm紫外光转换效率高达31.04%,脉冲宽度为7.5 ns,峰值功率达60 kW,光束质量良好。     

高峰值功率大能量Nd：YAG激光器

将二极管泵浦单纵模Nd：YAG激光器作为主振荡器，三级灯泵Nd：YAG放大器及SBS相位共轭镜组成双通放大MOPA系统，经两个放大单元的行波放大，实现能量达6．58J，脉宽3．6ns，束散角1．7mrad，重复频率10Hz激光输出，峰值功率达1．82GW。     

激活介质光学不均匀性得到补偿的高平均功率固体激光器

强抽运辐射及由它引起的固体激活介质中的热不均匀性是高平均功率固体激光器光束质量下降的基本原因 ,在降低或补偿这些效应影响的一些系统中 ,振荡辐射以“之”字形在片状激活介质中传播 ,从大棱上全内反射。此类激光器能获得光束完全均匀及衍射极限强辐射。图 1　共振腔光学系统1:抽运灯 ;2 :激光介质片 ;3,4:输出反射镜和全反镜 ;5 :棱镜 ;6 :反射器 ;7:控制实验的直角棱镜图 2　输出激光辐射的持续时间为 180 μs(a)和10 0 0 μs (b) 时 ,激光输出能量 Wout与抽运脉冲能量 W的关系(1) :KGd(WO4 ) 2 ∶ N d3 ;(2 ) N a L a(Mo O4 …     

高重复率窄脉宽Nd:YVO4板条激光器

部分端面抽运的混合腔板条激光器是一种新型的全固态激光器,采用这种结构,实现了高重复率调Q运转.在脉冲抽运情况下,1 kHz运转时,得到脉宽4.6 ns,单脉冲能量4.5 mJ的激光输出.在连续抽运调Q输出情况下,5 kHz高重复率运转时,获得了脉宽6 ns,单脉冲能量3.1 mJ的脉冲序列输出,平均功率超过15 W;当重复率高达25 kHz时,得到脉宽9.5 ns,单脉冲能量1.2 mJ的激光输出,平均功率达30 W.实验结果表明,输出水平还有很大的提升空间.     

三谱线、高峰值功率窄线宽纳秒光纤激光器

为了抑制窄线宽脉冲光纤放大器中受激布里渊散射效应, 使用多谱线技术对单频种子源的线宽进行了拓展, 进行了基于三谱线的主振荡功率放大高峰值功率脉冲全光纤激光器实验验证。结果表明, 经过两级预放、一级功放, 获得激光输出的最大平均功率为303W, 脉宽为2.8ns, 重复频率为3.1MHz, 对应的峰值功率为35kW, 在最高功率输出情况下, 激光器的光束质量小于1.3;三谱线结构对受激布里渊散射有着明显的抑制作用。该研究为高峰值功率的脉冲光纤激光器放大技术提供了参考。     

基模稳功率固体激光器的实验研究

本文分析了含有热透镜的固体激光腔,动力学稳定性、模式特性和输出功率特性对动力学因子的依赖关系,得出了稳模输出和稳功率输出的一般条件。实现了连续Nd∶YAG激光器运转在稳功率点,获得较大功率的基模输出。     

关于固体激光器中激光棒热焦距f值的近似计算问题

本文对高重复率脉冲钕玻璃激光器应用光束的传输矩阵等方法，推导出热透镜焦距f值的近似计算公式，经实例证明对热稳腔设计有一定参考价值。     

1.5MW峰值功率光纤-固体混合放大MOPA激光系统

高峰值功率、高稳定性以及优越光束质量的激光光源是材料加工与处理的理想选择。利用重复频率为120 k Hz、脉宽为220 ps、平均功率为26μW的种子光源,经过光纤和固体组成的混合放大系统,最终得到平均功率为39.2 W的激光输出,峰值功率达到1.5 MW。预放大器由两级光纤放大器组成,功率放大器为四级端面抽运的Nd:YVO4固体放大器,通过控制晶体掺杂浓度、晶体温度以及抽运光束直径,并且调节各个放大级中的填充因子,最终得到输出光束的光束质量因子为M2=1.3。     

高效率高重频DPL固体激光器研究

研制成功用于激光成像雷达用的高重频、高功率DPL固体激光器．研究了输入功率和重复率对激光输出特性的影响，随输入功率的加大，输出峰值功率增大，脉宽变窄．但是输入功率也不能无限制增加，若泵浦功率太大，Q开关就会关不住而产生静态激光，使动态输出特性变差，因此只有在提高声光衍射效率以增加衍射损耗的情况下，