Nd:YAG/Cr~(4+):YAG/YAG键合晶体调Q激光输出特性研究

对激光二极管端面抽运Nd:YAG/Cr~(4+):YAG/YAG键合晶体的1 064nm被动调Q激光性能进行了研究.对比分析了Cr~(4+):YAG晶体初始透过率分别为84.9%和90.6%的调Q激光输出特性,以及不同耦合输出镜透过率对调Q性能的影响.结果表明,在特定抽运功率下,各输出特性参数的优化(高输出功率,高重复频率,窄脉冲宽度)分别对应一个最佳的输出镜透过率;随着抽运功率增加,对应最佳的输出镜透过率越大.对比两种初始透过率的Cr~(4+):YAG晶体对应的激光输出特性,84.9%初始透过率的晶体获得相对较低的平均输出功率,但相应的重复频率较小,脉冲宽度窄,使得调Q激光的峰值功率明显提高.采用30%透过率的耦合输出镜和10.4 W入射抽运功率下,获得了3.2 W平均输出功率、9.7ns脉冲宽度和52kHz重复频率的激光输出,经计算可知峰值功率达6.3kW.     

SESAM实现Nd:YAG激光器被动锁模研究及皮秒脉冲测量

分析了1.06 μm半导体可饱和吸收镜(SESAM)结构及被动锁模基本原理,利用SESAM实现了脉冲式Nd:YAG激光器1.06μm激光的被动锁模,获得了稳定的皮秒激光脉冲序列输出,脉冲序列的能量为45mJ.实验上还研究了腔长对SESAM锁模效果的影响.提出一种基于迈克耳逊干涉仪的皮秒光脉冲测量方法--二次谐波自相关单次测量法,分析这种测量方法的原理并构建实验装置对SESAM被动锁模Nd:YAG激光器的皮秒激光脉冲进行测量,测得激光脉冲宽度为43.6 ps.二次谐波单次测量法具有精度较高,操作简单等优点.     

小时间抖动、高重复频率Nd:YAG/Cr~(4+):YAG被动调Q微型激光器

报道了一种小时间抖动、高重复频率Nd:YAG/Cr~(4+):YAG被动调Q微型激光器。该激光器以808nm单管激光二极管作为抽运源,基于切割方向为[001]的Cr~(4+):YAG晶体在一定入射光功率密度下的极化取向特性,采用偏振抽运的方式,使抽运光偏振方向与晶轴方向平行,将Nd:YAG晶体吸收后剩余的抽运光全部用于漂白Cr~(4+):YAG晶体该晶轴方向的电偶极子。结果表明,采用偏振抽运的方式,通过优化切割方向为[001]的Cr~(4+):YAG晶体取向,可以有效减小Nd:YAG/Cr~(4+):YAG被动调Q微型激光器输出脉冲时间抖动。     

高效转换的大功率皮秒脉冲激光器

本文描述我们设计的带抗共振环(ARR)的对撞脉冲锁模(CPM)非稳腔Nd:YAP和Nd:YAG激光器,该激光腔结合了CPM腔脉宽窄、工作稳定和非稳腔输出能量高的特点,是一理想的高功率激光器同时选择了KTP、BBO和LBO等优良非线性晶体作为腔内倍频元件,实现高效倍频转换获得×10mJ和5GW/cm²的高能量和高功率绿光皮秒脉冲输出,倍频转换效率高达(50～70)%.     

高效转换的大功率波秒脉冲激光器

本文描述我们设计的带抗共振环 (ARR)的对撞脉冲锁模 (CPM )非稳腔Nd :YAP和Nd :YAG激光器 ,该激光腔结合了CPM腔脉宽窄、工作稳定和非稳腔输出能量高的特点 ,是一理想的高功率激光器 同时选择了KTP、BBO和LBO等优良非线性晶体作为腔内倍频元件 ,实现高效倍频转换 获得× 1 0mJ和 5GW /cm2 的高能量和高功率绿光皮秒脉冲输出 ,倍频转换效率高达 ( 50～ 70 ) %     

双调Q Nd:GdVO_4激光器的脉宽控制

采用激光二极管(LD)抽运c轴切割的Nd:GdVO_4晶体,声光调制器作为主动调Q开关,Cr~(4+):YAG饱和吸收体作为被动调Q开关,实现了声光Cr~(4+):YAG主被动双调Q 1.06μm激光运转。实验结果表明,通过改变声光调制器和Cr~(4+):YAG饱和吸收体在谐振腔内的位置,可以有效地控制脉冲宽度,同时获得了双调Q激光的单脉冲能量、峰值功率的变化范围。根据ABCD矩阵传输理论计算得出的腔内模式半径沿腔轴的变化关系,考虑腔内振荡光强的空间高斯分布以及声光调制的渡越时间,给出了LD抽运声光Cr~(4+):YAG主被动双调Q激光的耦合速率方程组,理论计算与实验结果相符。     

High repetition rate,compact micro-pulse all-solid-state laser

A high repetition rate,compact micro-pulse all-solid-state laser is designed.The diffusion bonded crystal of YAG,Nd:YAG,and Cr~(4 ):YAG is taken as a monolithic cavity.The optimized initial transmission, output coupling,and pumping size of Cr~(4 ):YAG are calculated.The experimental results show that the laser satisfies the requirement of a spaceborne laser range finder.     

LD泵浦全固态608.1nm和频激光器

本文报道了一种全固态腔内和频608.1 nm激光器。在激光谐振腔两个分臂中,两支激光二极管分别泵浦Nd: YVO₄和Nd: YAG晶体,分别选择1 342 nm波长(Nd: YVO₄晶体的⁴F_3/2-⁴I_13/2谱线)与1 112 nm波长(Nd: YAG晶体的⁴F_3/2-⁴I_11/2谱线)振荡并进行腔内和频。通过优化谐振腔设计,腔内两个波长获得了较好的模式匹配。在两个分臂的交叠部分,利用LBO I类相位匹配进行和频,获得和频608.1 nm激光输出。实验表明,当Nd: YVO₄与Nd: YAG晶体泵浦功率分别为600和740 mW时,获得了功率为23.8 mW、波长为608.1 nm激光输出,激光输出稳定、噪声低。利用本文提出的和频结构是获得608.1 nm激光输出较为有效的方法。     

激光器件 固体激光器

TN248.1 2006042963大功率准连续Nd∶YAG陶瓷激光器研究=High-powerquasi-continuous-wave Nd∶YAGceramic laser[刊,中]/纪江华(中科院上海光机所.上海(201800)) ,漆云凤…∥光学学报.—2006 ,26(3) .—415-418采用侧面环绕均匀排布的紧凑型抽运结构,实现了激光二极管阵列侧向抽运Nd∶YAG陶瓷激光器高效率激光输出。理论计算得到谐振腔输出镜的最佳输出耦合透射率为22 .2 %,并在输出耦合镜透射率为22 %的条件下,用掺杂原子数分数为1 %,尺寸为φ5 mm×75 mm的Nd∶YAG陶瓷棒,获得了平均功率大于230 W的准连续1064nm激光输出,其光-光…     

LBO Ⅰ类临界相位匹配内腔和频555 nm激光器

报道了全固态连续波555 nm激光器.555 nm激光是分别由Nd:YAG和Nd:YVO4晶体的946 nm和1342 nm谱线非线性和频产生,两条谱线在各自晶体对应能级跃迁分别为4F3/2-4Ⅰ9/2和4F3/2-4Ⅰ13/2.实验中采用复合折叠腔结构,利用LBOI类临界相位进行腔内和频,当注入Nd:YAG和Nd:YVO4晶体的泵浦功率分别为20 W和10 W时,获得1.06 W的TEM00连续波555 nm激光输出.4小时功率稳定度优于±3.3%.实验结果表明采用两种激光晶体进行腔内和频是获得激光的高效方法,并可以应用到其它两种激光晶体进行腔内非线性和频,获得更多不同波长激光输出.     

Nd:YSAG单晶的光谱和激光性能

用提拉法生长了(1.5 at.%)Nd~(3+):Y_3Sc_2Al_3O_(12)(YSAG)激光晶体,摇摆曲线表明晶体结晶质量优良.测量了该晶体的吸收和发光光谱,表明其适合成熟的808 nm激光二极管(LD)抽运,其~4F_(3/2)→~4I_(11/2)跃迁最强发射波长为1059 nm,发射截面为1.03×10~(-19)cm~2,同时其激光上能级寿命为253μs,表明Nd:YSAG具有和Nd:YAG相近的效率,但其激光上能级寿命比Nd:YAG长约20μs.以LD抽运2 mm×2 mm×6 mm Nd:YSAG激光棒,激光阈值为0.85 W,最高输出功率为1.1 W,激光斜效率为21.1%,光-光转化效率为18.3%.综合表明Nd:YSAG单晶作为激光性能优良的全固态激光材料,更适合全固态调Q激光输出.     

基于1064nm光纤皮秒种子源的Nd:YAG再生放大器

利用Nd:YAG再生放大器,对1064 nm掺镱锁模全光纤激光器输出的皮秒脉冲进行了功率放大.研究分析了掺镱锁模全光纤激光器输出脉冲对Nd:YAG再生放大器能量提取效率的影响,通过对掺镱锁模全光纤激光器自相位调制的控制,减少了输出光谱的振荡结构,提高了掺镱锁模全光纤激光器对Nd:YAG再生放大器的能量提取效率,实现了对锁模全光纤激光器输出的中心波长1064.4 nm,3 dB光谱宽度0.35 nm、脉宽11 ps、单脉冲能量为3.2 nJ、频率为38 MHz的锁模脉冲的再生放大,得到输出重复频率为1 kHz,最大的单脉冲能量为1.3 mJ的皮秒脉冲.     

Cr4+,Nd3+:YAG自调Q激光透明陶瓷的光谱性质

以高纯α-Al2O3、Y2O3、Nd2O3和Cr2O3粉体为原料,CaO为电荷补偿剂,正硅酸乙酯(TEOS)为烧结助剂,采用固相反应法和真空烧结技术成功制备了高质量的Cr4 ,Nd3 :YAG透明陶瓷.研究了其在室温下的吸收光谱和发射光谱性质,O.1%Cr,1.0%Nd:YAG(Cr,Nd为摩尔分数,下同)透明陶瓷在808 nm处的吸收截面为4.27×10-20 cm2,1 064 nm处的发射截面和荧光寿命分别为1.52×10-20 cm2和206μs.由Cr4 ,Nd3 :YAG透明陶瓷的吸收和发射光谱计算出的吸收和发射截面,进一步估算了材料的激光性能参数,并对其激光性能进行理论预测.Cr,Nd:YAG透明陶瓷很可能是一种具有潜力的自调Q激光材料.     

非线性光学 非线性光散射、振荡与谐波产生

O4372006054148355nm Nd∶YAG激光在H2中的高效一级斯托克斯转换=High-efficiency first-order Stokes conversion in H2pumped by a Nd∶YAGlaser at355nm[刊,中]/冷静(中科院大连化物所分子反应动力学国家重点实验室.辽宁,大连(116023)),花晓清…//光学学报.—2006,26(7).—1078-1082对脉冲Nd∶YAG激光(355nm)在H2和H2∶He-Ar混合气体中的受激喇曼散射(SRS)进行了研究。在0.5MPa的氢气中,同时测量到从二级反斯托克斯到三级斯托克斯的多波长输出,其总转化效率达88%;而高压下只剩下一级和二级斯托克斯输出,其中二级斯托克斯最大…     

端面抽运Nd∶YAG陶瓷1.83 μm激光

报道了基于Nd∶YAG透明陶瓷4F3/2-4I15/2跃迁实现1.83 m激光输出的研究。采用简单紧凑的平凹腔结构,结合对腔镜镀膜参数的设计,控制其他能级跃迁谱线对应波长激光的透射损耗来抑制较强能级跃迁对应的激光振荡。在入射抽运功率14.6 W的808 nm波长半导体激光端面抽运Nd∶YAG透明陶瓷,获得了0.65 W的1.83 m激光输出,斜率效率5.8%。可见Nd∶YAG透明陶瓷可望成为获得1.8 m波段激光直接输出的激光介质。     

Nd:YAG陶瓷与单晶4F3/2–4I13/2跃迁的弱谱线多波长激光性能对比

报道了基于半导体激光端面抽运Nd:YAG的⁴F_3/2–⁴I_13/2 跃迁的弱谱线多波长激光输出. 实验对比了透明陶瓷与单晶材料的激光输出特性, 表明透明陶瓷和单晶材料荧光谱强度的略微差异, 导致了多波长输出时相同两个波长之间的激光强度比在两种材料中的差异. 基于两种耦合输出镜片, 激光阈值都在2 W左右. 在13.5 W的抽运功率下, 基于Nd:YAG透明陶瓷获得了输出功率4.05 W、强度比1 :2的1338与1356 nm双波长激光和输出功率3.65 W、强度比13 : 1的1356与1414 nm 双波长激光, 斜率效率分别达33.9% 和31.9%.     

激光二极管抽运的被动调QNd3+:YAG微晶片激光器及其稳定性

从理论和实验两个方面研究了连续激光二极管抽运的Cr~(4+):YAG被动调QNd~(3+):YAG微晶片激光器。考虑Cr~(4+):YAG饱和吸收体激发态吸收,推导了连续抽运的被动调Q微晶片激光器的速率方程,分析了微晶片参量对调Q脉冲半峰全宽和峰值功率的影响;提出了实现稳定脉冲输出的微晶片激光器设计原则。在饱和吸收体初始透过率较低(T_0≈40％)的情况下,获得了脉冲峰值功率不稳定性小于±0.7％、脉冲宽度不稳定性小于±1.0％、峰值功率高达千瓦量级的高重复频率激光输出。     

光谱分析、光谱测量

O433.4 2004064049 NO分子420～495nm波长范围的共振多光子离化谱=Resonance multi-photon ionization spectrum of NO in 420～495 nm wavelength region[刊,中]/张贵银(河北大学物理科学与技术学院.河北,保定(071002)),张连水…∥光电子·激光.—2004,15(4).—492-494 以皮秒Nd:YAG激光器泵浦光学参量发生/放大器(OPG/OPA)做激光源.得到了NO分子在420～495nm波长内的共振增强多光子离化(REMPI)谱,离化信号随     

Cr~(4 )∶YAG固体激光器效率的理论分析

对Cr~(4 )∶YAG固体激光器的吸收效率、量子效率、储存效率和提取效率等本征效率进行了分析.Cr~(4 )∶YAG晶体的吸收截面、发射截面、上能级寿命和激活离子浓度等对激光器的本征效率有很大的影响.提高Cr~(4 )∶YAG晶体的光学品质和激活离子的掺杂浓度,优化泵浦源的运转波长和激光腔的设计都能显著改善Cr~(4 )∶YAG固体激光器的本征效率.     

双掺Nd:Ce:YAG晶体激光输出特性

 为提高固体激光器的能量利用率,增大输出能量,将双掺Nd:Ce:YAG晶体的输出特性与普通Nd:YAG晶体进行了对比研究。分析了Nd³⁺和Ce³⁺的吸收光谱对激光晶体初始阈值反转粒子数的影响,结果显示:双掺Nd:Ce:YAG晶体可以提高晶体对泵浦光能量的利用率及激光器的输出能量,且可降低阈值泵浦能量。并分别检测了Nd:Ce:YAG激光晶体与Nd:YAG晶体的输出激光能量和阈值泵浦能量,实验结果表明：在输入电压为750 V时,Nd:Ce:YAG晶体与Nd:YAG晶体的输出能量分别为651.5 mJ 和390.4 mJ,能量利用率分别为2.31%和1.38%,激光振荡需要的泵浦能量阈值分别为10.56 mJ和15.21 mJ,且普通Nd:YAG晶体的斜效率为0.36%,而双掺Nd:Ce:YAG晶体的为0.49% 。