Cr,Tm,Ho∶YAG激光器的理论模拟

为了使CTH∶YAG激光器的设计得到更好的优化,从晶体光谱吸收特性、离子间能量转移过程及准三能级运转方式对CTH∶YAG激光器的工作特性进行了理论分析;依据速率方程理论建立了CTH∶YAG激光器运转的理论模型.模拟能量输出与试验结果较好的吻合,验证了此理论模型描述CTH∶YAG激光器运转规律的合理性.模拟结果表明:CTH∶YAG激光器的激光脉冲输出与泵浦有较长的时间延迟且伴随较强的驰豫振荡,冷却温度对激光输出产生较大的影响.     

高功率Cr,Tm,Ho∶YAG激光器的实验研究

在医学应用上,Cr,Tm,Ho∶YAG激光器需要在大功率、高重频下工作。合理的设计对提高Cr,Tm,Ho∶YAG激光器的输出功率是很重要的。通过对Cr,Tm,Ho∶YAG输出特性进行理论分析和实验验证可知,腔长、全反射镜曲率半径、输出镜透过率、水温等因素对Cr,Tm,Ho∶YAG激光器的输出功率均有影响。提出了优化设计Cr,Tm,Ho∶YAG激光器的方法。在镀银腔情况下,当重频为10Hz时,激光阈值为45J,斜效率为1.1%;当输入能量为121J时,输出的平均功率为9.7W。在陶瓷聚光腔情况下,当重频为10Hz时,激光阈值为40J,斜效率为2.7%;当输入能量为100J时,输出的平均功率为16.2W。     

基于89C52的Cr,Tm,Ho∶YAG激光治疗机控制系统的设计

介绍了Cr,Tm,Ho∶YAG激光治疗仪控制系统。通过89C52单片机实现了脉冲激光电源分频电路的控制,通过该芯片控制步进电机驱动器以及脉冲激光电源实现了四路Cr,Tm,Ho∶YAG激光的轮流输出,耦合了一根320μm的低OH-石英光纤,目前的输出功率在国内处于领先水平。     

Cr，Tm∶YAG晶体中的能量转移

通过对Ｃｒ∶ＹＡＧ、Ｔｍ∶ＹＡＧ和Ｃｒ，Ｔｍ∶ＹＡＧ晶体吸收光谱和发射光谱的比较，研究了Ｃｒ，Ｔｍ∶ＹＡＧ晶体中的能量转移过程．指出Ｃｒ３＋→Ｔｍ３＋能量转移过程中，无辐射能量转移占绝对优势．     

纵向泵浦Tm：YAG激光器的理论研究

用准三能级系统速率方程对纵向泵浦Ｔｍ：ＹＡＧ激光器的阈值，效率和激活介质最佳长度进行了计算和分析，讨论了温度对Ｔｍ：ＹＡＧ激光器输出特性的影响。     

Tm:YAG激光器晶体热效应数值模拟

对采用晶体棒端部辅热方法实现低温工作的Tm:YAG激光器,建立了晶体棒热效应理论模型,采用有限差分法对晶体棒温度场、应力场及光学畸变进行模拟计算.模拟结果表明:辅热设计可显著减小晶体最大应力,减小应力损坏;端部辅热使得温度和应力分布复杂,引起折射率分布多变,但变化值小,说明端部辅热对光线在晶体内的传播影响微小;辅热区域结构紧凑,且对激光器封装产生的影响较小.     

高功率Cr,Tm,Ho:YAG激光器的实验研究

在医学应用上,Cr,Tm,HoYAG激光器需要在大功率、高重频下工作.合理的设计对提高Cr,Tm,HoYAG激光器的输出功率是很重要的.通过对Cr,Tm,HoYAG输出特性进行理论分析和实验验证可知,腔长、全反射镜曲率半径、输出镜透过率、水温等因素对Cr,Tm,HoYAG激光器的输出功率均有影响.提出了优化设计Cr,Tm,HoYAG激光器的方法.在镀银腔情况下,当重频为10Hz时,激光阈值为45J,斜效率为1.1%;当输入能量为121J时,输出的平均功率为9.7W.在陶瓷聚光腔情况下,当重频为10Hz时,激光阈值为40J,斜效率为2.7%;当输入能量为100J时,输出的平均功率为16.2W.     

医用高功率CTH∶YAG脉冲激光器

为了提高Cr,Tm,Ho∶YAG激光器的输出功率对CTH∶YAG准三能级能量转移特性进行了分析,优化了谐振腔的腔长及腔镜的曲率半径,采用了高漫反射陶瓷聚光腔.结果表明,有效抽运光谱带的反射率高达95%,在冷却水温为19 ℃,抽运能量为159 J时,获得最大单脉冲输出能量5.11 J,斜率效率5.6%.     

Cr,Tm:YAG晶体中的能量转移

通过对Cr:YAG、Tm:YAG和Cr,Tm:YAG晶体吸收光谱和发射光谱的比较,研究了Cr,Tm:YAG晶体中的能量转移过程.指出Cr3+→Tm3+能量转移过程中,无辐射能量转移占绝对优势.     

Theoretical and experimental study of a single frequency Tm,Ho:YLF laser

We present a theoretical and experimental analysis of a diode-pumped single frequency Tm,Ho:YLF laser. A new model for a diode-pumped Tm,Ho:YLF quasi-three-level laser is described. The influence of energy-transfer up-conversion (ETU) and ground-state re-absorption (GSA) has been taken into account. When the incident pump power is 2.8 W, a maximum single frequency output power of 118 mW is obtained from the Tm,Ho:YLF laser at room temperature. The line narrowing elements used are two solid etalons. The single frequency laser can be used as a seed laser for either a larger oscillator or an amplifier. The theoretical results are in good agreement with experimental data.     

光纤耦合二极管端泵2 μm CW双掺)Tm,Ho∶GdVO4激光器

同YLF和YAG 基质相比,在Tm-Ho∶GdVO₄晶体中Tm³⁺离子在800 nm附近有非常强的和宽的吸收带,所以该晶体非常适合商品化的GaAlAs激光二极管泵浦.在液氮制冷晶体条件下,利用光纤耦合激光二极管及消色差光学耦合系统端面泵浦双掺5％Tm,0.5％Ho∶GdVO₄晶体,在泵浦功率14 W、泵浦波长794 nm时,实现了2.048 μm激光输出,连续运转输出功率3.6 W,相应的光光转换效率为25.7％,斜率效率26.6%.相对于吸收的泵浦功率,光光转换效率为35%.由于Tm³⁺离子间的交叉弛豫效应,泵浦量子效率达到1.3.     

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。     

(Tm,Ho):YLF微片激光器的实验研究

报道了一台连续792 nm Ti:Al2O3激光器纵向抽运的(Tm,Ho):YLF微片激光器.在室温条件下,当抽运功率为680 mW时,激光器在2.06 μm波长的输出功率达到90 mW.激光器阈值为380 mW,光光转换效率为13%,斜率效率为26%.     

Tm,Ho双掺调Q激光系统理论与实验研究

本文针对Tm,Ho双掺的激光系统,利用速率方程理论,得出了激光各能级的反转粒子数分布规律.通过计算预测出了超过1 ms的时间有巨脉冲的光子输出,脉冲能量为88.4 mJ,脉冲宽度为426 ns.实验采用环形腔声光调Q,Tm,Ho:LuLF为激光介质,三向侧面抽运.自由运转和调Q状态的斜率效率分别为6.36%和2.9%.注入能量3.25 J时,自由运转激光能量103.2 mJ,调Q激光能量为30.3 mJ,对应光-光效率为3.17%,0.93%;注入能量3.5 J时,自由运转激光能量为129.3 mJ,调Q激光能量35.9 mJ,对应光-光效率为3.69%,1.02%.最大的动静比为32.8%.激光脉冲宽度为417.2 ns.如果环形腔能够单向运转,那么得到的激光能量和光-光转换效率都将增大一倍,与预测结果更加一致.