半导体薄膜实现Nd:YVO4 1064 nm和1342 nm双波长激光被动调Q

采用射频磁控溅射和热退火处理技术制备SiNx/Si/SiNx多层薄膜,测试了纳米硅晶粒平均尺寸、光学带隙和薄膜对1064 nm激光的非线性吸收系数。建立SiNx/Si/SiNx多层薄膜被动调Q的Nd:YVO4双波长激光器速率方程,得到双波长调Q脉冲的数值模拟结果。在激光二极管(LD)端面抽运的三镜复合腔Nd:YVO4激光器中,SiNx/Si/SiNx多层薄膜作为可饱和吸收体同时实现了双波长激光被动调Q,获得20 ns的1064 nm激光脉冲和19 ns的1342 nm激光脉冲输出。研究表明,薄膜对1064 nm和对1342 nm的双光子饱和吸收是双波长激光被动调Q的直接原因;激光器两个支腔输出损耗的差别和薄膜对两个波长的非线性吸收系数的相对值影响了双波长脉冲的宽度和时间间隔。     

石墨烯实现Nd:YVO_4激光器1064nm和1342nm双波长被动调Q

在激光二极管端面抽运的三腔复合镜Nd…YVO4双波长激光器中,通过合理配置两个支腔腔长和输出镜透射率,采用石墨烯分散液作为可饱和吸收体,实现1064nm和1342nm双波长激光被动调Q。当1064nm支腔透射率为20%时,获得脉宽为10.8ns的1064nm脉冲和脉宽为12.5ns的1342nm脉冲,1064nm脉冲在前,两脉冲峰值的时间间隔为16ns;当1064nm支腔透射率为25%时,获得脉宽为11.3ns的1064nm脉冲和脉宽为14.2ns的1342nm脉冲,1342nm脉冲在前,两脉冲峰值的时间间隔为19ns。根据双波长谱线竞争理论和石墨烯对1064nm和1342nm激光的可饱和吸收特性,对上述实验结果给予了合理的理论解释。     

纳米Si/SiNx超晶格实现Nd∶YVO4激光被动调Q

采用射频磁控反应溅射法和热退火处理制备了纳米Si/SiNx超晶格薄膜材料。把薄膜作为可饱和吸收体插入激光二极管泵浦的平凹腔Nd∶YVO4激光器内,实现了1 342 nm激光的被动调Q运转,获得脉冲宽度约20 ns、重复频率33.3 kHz的调Q脉冲序列输出。分析了纳米Si/SiNx薄膜可饱和吸收的产生机制,认为双光子吸收是产生1 342 nm激光被动调Q的主要原因。对纳米Si/SiNx薄膜材料调Q激光器的速率方程组进行了数值求解,得到的调Q脉冲时间宽度的理论值和实验结果基本相符。     

纳米Si/SiNx超晶格实现Nd:YVO4激光被动调Q

采用射频磁控反应溅射法和热退火处理制备了纳米Si/SiNx超晶格薄膜材料。把薄膜作为可饱和吸收体插入激光二极管泵浦的平凹腔Nd∶YVO4激光器内,实现了1 342 nm激光的被动调Q运转,获得脉冲宽度约20 ns、重复频率33.3 kHz的调Q脉冲序列输出。分析了纳米Si/SiNx薄膜可饱和吸收的产生机制,认为双光子吸收是产生1 342 nm激光被动调Q的主要原因。对纳米Si/SiNx薄膜材料调Q激光器的速率方程组进行了数值求解,得到的调Q脉冲时间宽度的理论值和实验结果基本相符。     

LD泵浦Nd∶YVO_4/Cr∶YAG被动调Q绿光激光器

报道了一种 LD近贴泵浦、KTP晶体腔内倍频的 Nd∶ YVO4/Cr∶ YAG结构高重复频率被动调 Q绿光激光器。在注入泵浦功率为 75 0 m W时 ,得到平均功率 86m W、脉冲宽度2 6.6ns、重复频率 79.2 k Hz、峰值功率 41 .1 W的被动调 Q脉冲绿光输出     

LD泵浦被动调Q皮秒Nd∶YVO4微片激光器

报道了一种新型调Q微片激光器。首次提出了斜泵浦方案,实验中分别采用LD端面垂直泵浦和斜泵浦两种方式,结构简单紧凑。微片采用Nd∶YVO4作为工作物质,半导体可饱和吸收镜(SESAM)为调Q元件。在两种泵浦方式下,都获得了重复频率范围在千赫兹到兆赫兹的皮秒激光脉冲输出。以光纤耦合输出的808 nm LD作为泵浦源,在垂直泵浦的情况下,在420 mW 抽运功率下,获得6.40 mW的1064 nm激光输出,脉冲宽度57.8 ps,对应单脉冲能量6 nJ,x、y方向的光束质量因子分别为1.18、1.17。在斜泵浦的情况下,在550 mW抽运功率下,获得2.25 mW的1064 nm激光输出,脉冲宽度64.3 ps,对应单脉冲能量17 nJ,x、y方向的光束质量因子分别为1.29、1.32。     

石墨烯被动调Q 1064 nm小功率Nd∶YAG激光器

设计了以石墨烯为饱和吸收体的被动调Q Nd∶YAG激光器。该饱和吸收体是通过简易的蒸发沉积法,将石墨烯沉积在Nd∶YAG激光晶体上制备的。在泵浦功率为1.1 W时实现了调Q激光输出,重复频率146~295 k Hz可调,平均输出功率82 m W,最窄脉冲宽度1.127μs。     

端面抽运Nd:YAP/YVO4被动调Q 1.2 μm拉曼激光

报道了半导体激光端面抽运Nd:YAP晶体产生的1080 nm基频光驱动纯YVO₄晶体的被动调Q拉曼激光特性。利用初始透过率85%的Cr⁴⁺:YAG/YAG复合晶体作为可饱和吸收体,以a切YVO₄晶体的890 cm^-1拉曼频移为研究对象,研究了一阶斯托克斯光的输出功率和脉冲特性。在抽运功率为9.87 W时,获得了平均输出功率0.76 W的1195 nm一阶斯托克斯光,转化效率为7.7%。脉冲重复频率从阈值附近约3.7 kHz持续增加至33.5 kHz。最高抽运功率下,脉冲宽度为1.5 ns,对应最大单脉冲能量为22.8 μJ,最高峰值功率为15.2 kW。     

激光二极管抽运Nd∶YAG/Nd∶YVO_4共轴双晶体Cr∶YAG被动调Q激光器

报道了一种由激光二极管抽运的Nd∶YAG/Nd∶YVO4共轴双晶体的Cr∶YAG被动调Q激光器,利用这种方式相比于传统的Nd∶YAG/Cr∶YAG激光器提高了输出激光的偏振比,在非线性频率变换过程中得到了更高的转换效率,当抽运功率为10 W时获得了2.8 W的被动调Q 1064 nm激光输出,偏振比大于80∶1,激光重复频率为15 k Hz,脉冲宽度为7 ns,采用LBO作为非线性频率变换晶体,最终获得了223 m W的355 nm紫外激光输出。     

双波长LD泵浦Nd 3+∶YAG免温控被动调Q激光器的研究

传统的固体激光器体积、重量大,功耗高,限制了其在空间受限设备中的应用。被动调Q的LD泵浦免温控固体激光器省去了复杂的温度控制装置,调Q机构简单,能够满足复杂温度环境的特殊应用场景的小型化、低功耗要求。提出了基于双波长LD泵浦实现宽温度范围免温控阈值自适应的106μm激光脉冲输出方法。基于Nd∶YAG晶体设计了角锥棱镜谐振腔,仿真分析了LD泵浦源到激光棒的面心距对热负载的影响,并确定4mm的最佳面心距。数值分析了相同泵浦功率下-40～60℃温度范围内激光静态能量输出变化,以及不同初始透过率的可饱和吸收体对激光阈值脉宽的影响。计算结果表明在-37℃～60℃范围内,阈值脉宽都在200 μs以下,阈值脉宽最低点达到了294 μs。构建主波实时探测的阈值自适应调节装置并搭建实验系统,实验结果表明,在温度范围为-35～60℃时,阈值脉宽变化范围为40～180 μs。采用激光腔体一体加工成型,应用轻量化的铝合金材料,实现工程化应用,体积835mm×44mm×295mm,重量约为230 g。在238初始透过率的饱和吸收体条件下实现单脉冲输出能量42mJ,脉冲宽度52ns。     

纳米硅镶嵌薄膜的光学性质及对1342nm激光的被动调Q

采用射频磁控溅射技术和热退火处理制备了石英衬底的纳米Si镶嵌SiN<,x>(ne-SiN<,x>)薄膜.通过对薄膜的小角度X射线衍射和吸收光谱测试,确定了硅晶粒尺寸和光学带隙.采用Z-扫描技术研究了薄膜的三阶非线性光学特性,结果表明薄膜的非线性吸收属于双光子吸收.把ne-Si/SiN<,x>薄膜作为可饱和吸收体插入LD...     

LD抽运Cr4+:YAG被动调Q c-cut Nd:YVO4自拉曼激光器

对激光二极管(LD)抽运的Cr4+:YAG被动调Q c-cut Nd:YVO4自拉曼激光器进行了实验研究。通过采用不同初始透射率的Cr4+:YAG和不同反射率的输出镜进行实验,研究了初始透射率和反射率对拉曼光输出特性的影响。测量了拉曼光的平均输出功率、脉冲重复频率和脉冲宽度随抽运功率的变化。在抽运功率为4.8 W时,拉曼光的最高平均功率为370mW,相应的光-光转换效率为7.7%。实验中得到了亚纳秒级的拉曼光输出,最高单脉冲能量为54μJ,最高峰值功率为47kW。     

激光二极管抽运的被动调Q Nd∶GdVO_4激光器

利用激光二极管作为抽运源,分别用Cr4+∶YAG,GaAs和染料片作为饱和吸收体,研究了Nd∶GdVO4激光器的被动调Q特性。Nd∶GdVO4晶体尺寸为4mm×4mm×6mm,掺Nd浓度为1%。利用小信号透过率分别为91%和95%的Cr4+∶YAG,调Q的阈值分别为063W和057W;在抽运功率为369W时,分别得到了脉宽为64ns,80ns,脉冲能量为366μJ,341μJ,重复率为325kHz,378kHz的稳定调Q脉冲。利用580μm厚的GaAs调Q的阈值为039W,在抽运功率为369W时,得到了脉宽为78ns,脉冲能量为215μJ,重复率为366kHz的稳定调Q脉冲。利用初始透过率为70%的染料片调Q获得的脉冲最窄,但是其插入损耗大,抽运阈值高,输出也不稳定。     

1318.8nm /1338nm同时振荡双波长Nd∶YAG激光器

通过双波长激光理论计算激光振荡的阈值条件,抑制强线1064nm振荡,成功实现了 1318. 8nm /1338nm Nd∶YAG同时双波长激光准连续输出,当抽运功率为2015W时,双波长激光总平均输出功率为101W,电2光转换效率为5. 01% ,斜率效率为7. 05% ,激光输出功率不稳定度≤ ±5%。双波长激光中心波长分别在1318. 8nm、1338. 2nm处,谱线宽度( FWHM)分别为0. 407nm、0. 376nm。     

亚纳秒脉宽半导体泵浦电光调Q Nd:YVO4激光器

报道了一种利用半导体端面泵浦Nd:YVO4晶体并采用电光调Q的短腔激光器。通过理论分析和实验研究,确定了激光器的结构和参数,并证明使用电光调Q技术可以实现亚纳秒脉宽激光输出。在腔长20mm、重复频率为1～100Hz的范围内,获得脉宽小于600ps、单脉冲能量大于0.42mJ以及光束质量M2为1.9的100Hz激光输出,不稳定度小于±3%。     

1318.8nm /1338nm同时振荡双波长Nd∶YAG激光器

通过双波长激光理论计算激光振荡的阈值条件,抑制强线 1064nm振荡,成功实现了1318. 8nm/1338nmNd∶YAG同时双波长激光准连续输出,当抽运功率为 2015W时,双波长激光总平均输出功率为 101W,电 光转换效率为 5. 01%,斜率效率为 7. 05%,激光输出功率不稳定度≤±5%。双波长激光中心波长分别在 1318. 8nm、1338. 2nm处,谱线宽度 (FWHM)分别为 0. 407nm、0. 376nm。     

LD抽运的Nd∶YVO_4激光器的被动调Q运转

采用Cr4+:YAG晶体作为可饱和吸收体,实现激光二极管(LD)端面抽运的Nd∶YVO4激光器的被动调Q运转。当12.8W的LD连续抽运时,获得平均功率1.28W、重复频率40kHz、脉冲时间宽度24ns、峰值功率达1.33kW的稳定脉冲序列;当LD单次脉冲抽运时,在34mJ的抽运能量下,获得能量为0.48mJ、脉宽34ns的调Q脉冲。实验上研究了抽运功率或能量、输出镜透过率对Nd:YVO4激光器输出的影响,并给出了合理的理论解释。     

内腔倍频被动调QNd∶YVO_4/KTP激光特性的研究

实现了激光二极管(LD)抽运Nd∶YVO4/KTP,GaAs饱和吸收体被动调Q绿激光运转。测量了GaAs不同 厚度情况下的脉冲重复率、脉冲宽度、单脉冲能量及峰值功率随抽运功率的变化关系。在抽运功率3.22W下,300 μm厚的GaAs获得了381kHz的高重复率,53.2ns的脉冲宽度,0.18μJ的单脉冲能量。通过求解内腔倍频GaAs 调Q工作原理的耦合波方程组,所得的理论值与实验结果相符。     

LD抽运的Cr4+∶YAG被动调Q Nd∶YAG激光器

研究了不同谐振腔下不同透射率的Cr4 + ∶YAG调Q的激光输出特性。采用透射率为 82 %的Cr4 + ∶YAG ,在抽运功率 1 1W时 ,激光重复频率小于 3kHz,单脉冲能量达 2 0 μJ ,可以作为微脉冲激光雷达的发射光源。分析和比较了实验结果和理论计算 ,两者吻合较好     

LD抽运的Nd∶YLF /Cr4 + ∶YAG被动调Q激光器

报道了激光二极管(LD ) 抽运的Nd ∶YLF 激光器, 采用平凹腔结构, 分别用两片 Cr4 + ∶YAG可饱和吸收晶体,实现了被动调Q,输出激光波长为1053nm。采用厚度为0. 5mm小信号透过率为90%的Cr4 + ∶YAG,在泵浦功率最大为17W时,输出脉冲宽度为60. 6ns,平均功率为1. 5W,重复频率为9. 5kHz,单脉冲能量为157. 9mJ;采用厚度为0. 55mm小信号透过率为95%的Cr4 + ∶YAG,在泵浦功率最大为17W时,输出脉冲宽度为68. 6ns,平均功率为1. 35W,重复频率为14kHz,单脉冲能量为96. 4mJ。