角抽运Yb:YAG激光器

报道了一种高功率准三能级激光器角抽运方法，抽运光从板条激光器结构中的板条工作介质的角注入，综合考虑抽运吸收、抽运亮度、晶体的掺杂浓度以及晶体尺寸等因素，进行了角抽运复合Yb:YAG激光器设计，实验上获得了最大连续输出功率400W, 斜效率28%的输出，实验结果充分证明了角抽运原理的正确性和应用于高功率激光器方面的可行性. 关键词： Yb:YAG 角抽运 复合晶体     

激光二极管泵浦的重复频率大能量低温Yb:YAG激光器设计

为实现重复频率大能量激光输出,基于Yb:YAG激光介质低温下良好的热特性和激光特性,设计了12 kW高功率激光二极管(LD)阵列泵浦的V型腔低温Yb:YAG激光器（液氮温度）。对于泵浦耦合系统和散热结构两个关键点,分别使用光线追迹方法和有限元方法进行了分析,提出了楔形真空窗口和低温热管等解决方案。模拟结果表明,该设计的激光器热效应较低,可实现重复频率大能量输出。     

激光二极管泵浦的重复频率大能量低温Yb:YAG激光器设计

为实现重复频率大能量激光输出,基于Yb:YAG激光介质低温下良好的热特性和激光特性,设计了12kW高功率激光二极管(LD)阵列泵浦的V型腔低温Yb:YAG激光器(液氮温度)。对于泵浦耦合系统和散热结构两个关键点,分别使用光线追迹方法和有限元方法进行了分析,提出了楔形真空窗口和低温热管等解决方案。模拟结果表明,该设计的激光器热效应较低,可实现重复频率大能量输出。     

激光二极管端面泵浦Yb∶YAG薄片激光器的热效应

通过激光二极管端面泵浦Yb∶YAG薄片工作特点分析,建立了符合实际情况的热模型.热模型考虑了介质薄片具有端面绝热、周边恒温冷却、后端面镀膜达到充分利用泵浦光能量等特点.分析并建构了Poisson方程新的求解方法,得出了Yb∶YAG薄片内部温度场以及泵浦端面热形变场的一般解析表达式.理论研究结果表明:若激光二极管泵浦功率为20 W、耦合到薄片泵浦面的泵浦光高斯半径为250 μm时,长度3 mm、半径1.5 mm的5.0at.%Yd:YAG薄片泵浦端面的最高温升为44.5℃,最大热形变量为0.83 μm.     

Yb:YAG薄片激光器多通泵浦耦合系统设计与实验

 介绍了基于Yb:YAG薄片的16通泵浦耦合系统的设计方法,建立了泵浦系统的模型,对模型进行了模拟。以16通泵浦耦合系统为基础,通过微通道冷却,利用国产单片直径10 mm、厚度为250 μm、掺杂原子分数为10% 的Yb:YAG薄片进行了实验研究。在泵浦功率为69.5 W时,采用曲率半径为－800 mm的输出镜,获得了27 W的1 030 nm连续激光输出,光光转换效率为38.8%;采用曲率半径为－2 000 mm的输出镜,获得了18.65 W的1 030 nm连续激光输出,光束质量平分因子小于等于1.1,光光转换效率为26.8%。     

Yb:YAG薄片激光器多通泵浦耦合系统设计与实验

介绍了基于Yb:YAG薄片的16通泵浦耦合系统的设计方法,建立了泵浦系统的模型,对模型进行了模拟。以16通泵浦耦合系统为基础,通过微通道冷却,利用国产单片直径10 mm、厚度为250 μm、掺杂原子分数为10% 的Yb:YAG薄片进行了实验研究。在泵浦功率为69.5 W时,采用曲率半径为－800 mm的输出镜,获得了27 W的1 030 nm连续激光输出,光光转换效率为38.8%;采用曲率半径为－2 000 mm的输出镜,获得了18.65 W的1 030 nm连续激光输出,光束质量平分因子小于等于1.1,光光转换效率为26.8%。     

重频Yb:YAG片状激光器电光调Q时空演化模拟计算和实验研究

基于Yb3+抽运动力学,结合光线追迹的方法,建立了抽运过程中的放大自发辐射模型,得到激光介质中三维含时储能分布.将速率方程理论和角谱传播理论结合,对谐振腔内调Q脉冲的形成、传播过程进行建模计算,得到激光脉冲的时间-空间分布和光束质量因子变化规律.同时进行了激光二极管抽运重频Yb:YAG片状激光器电光调Q实验,并与模拟计算的结果进行了对比校核,印证了计算模型的正确性.这为主动调Q固体激光器的设计提供了参考.     

LD端面泵浦腔内倍频Yb:YAG绿光激光器

报道了一种激光二极管(LD)端面泵浦10at%掺杂Yb:YAG激光晶体(4×4×1mm)和Ⅰ类临界相位匹配LBO的腔内倍频全固态绿光激光器.为了克服"绿光问题",采用了两个激光二极管偏振耦合系统.在双路泵浦功率为1.2W时,获得最高功率为40mW525nm的连续基模激光输出.在腔内插入Cr4+:YAG饱和吸收体被动调Q,在泵浦功率为1.2W时,可以获得平均功率为5.2mW,脉冲重复频率为2.44kHz,脉冲宽度为51.5ns,峰值功率为41.7W的515nm脉冲激光输出.输出波长发生变化,而且515nm脉冲激光输出的阈值仅为728mW.     

4.81 W Yb:YAG/1 030 nm薄片激光器优化设计

设计了四程泵浦的Yb:YAG薄片激光器。晶体掺杂原子数分数为10%,几何尺寸为直径10 mm、厚340 μm,提出了Cr/Au金属化方案, 采用铟焊工艺将其焊接到微通道水冷热沉上。耦合系统为四程泵浦结构,球面镜规格为直径30 mm、曲率半径50 mm。利用LightTools软件模拟计算了泵浦光斑半径,选用曲率半径200 mm输出镜以使泵浦光斑半径与基模光斑半径比符合模式匹配原则。在激光二极管阵列泵浦功率为18.73 W 时,获得了最高功率为4.81 W的1 030 nm连续激光输出,光-光转换效率为25.7%。     

全固体小型Yb:YAG激光器热效应及输出特性研究

利用中红外相机及干涉测量技术研究了二极管泵浦小型Yb:YAG激光增益介质在激光及非激光条件下的温度分布、温度梯度、热透镜效应,同时根据对热效应的研究,对激光器的参量进行了优化研究了在不同掺杂浓度下激光器的输出特性对于2.3at.%掺杂浓度,得到激光输出功率为1.7W,斜效率26.2%,光光转换效率为13.5%的实验结果;对于5.0at.%掺杂浓度,得到激光输出功率为2.5W,斜效率51%,光光转换效率为24%的实验结果。     

激光二极管端面抽运的棒状Yb：YAG激光器

分析了影响激光二极管抽运Yb：YAG激光器调Q效率的参量，推导了激光二极管端面脉冲抽运Yb：YAG晶体的速率方程，解出了双程抽运情况下的净抽运量子产率。利用数值计算方法，模拟了净抽运量子产率与晶体长度，抽运光脉冲宽度等关系，得出晶体长度的优化可以提高Yb：YAG激光器输出效率。计算了词Q Yb：YAG激光器的最大增益、最大储能，分析了放大自发辐射对于Yb：YAG能量存储的影响。同时给出了激光二极管端面抽运调Q Yb：YAG优化设计方法。这些分析和计算为实际器件的研制提供参考。     

用半导体可饱和吸收镜进行LD泵浦Yb∶YAG 激光器被动锁模研究

采用不同的半导体可饱和吸收镜, 实现了940 nm半导体直接泵浦Yb∶YAG激光器被动锁模, 得到了输出中心波长分别在1030 nm和1050 nm, 光谱半宽（FWHM）分别为1 nm和2 nm的稳定锁模脉冲序列, 其重复频率分别为190.24 MHz和178.6 MHz. 泵浦光为4W时, 两种波长的平均输出功率分别为80 mW和60 mW.     

薄片式Yb:YAG激光器及其应用

介绍了薄片式固体激光器的原理,YbYAG晶体的特性及其与传统棒状NdYAG晶体固体激光器的对比.VersaDisk固体激光器是一个功能强大的光学平台,可以实现红外(基频)、绿光(倍频)或双波长(红外和绿光)同时输出,也可以在腔内插入标准具、布儒斯特窗片、双折射滤光片来实现单频、线偏振、波长可调谐等多项传统棒状固体激光器实现不了的功能.该激光器在科研领域可以用于中红外高分辨率光谱、玻色-爱因斯坦凝聚和光镊、材料微加工、泵浦高功率Tisapphire激光器和染料激光器和全息、干涉、光存储等需要激光器单频特性的应用领域.     

Ti:sapphire Laser Pumped Yb:YAG Laser with Cr4+:YAG as a Passive Q-switch

The Ti: sapphire laser pumped Yb: YAG passively- Q- switched laser with Cr4+: YAG as a saturable absorber experiment was performed.     

Laser diode end-pumped Yb:YAG/LBO green laser

With a type-I critical phase-matching LBO crystal, an intracavity frequency doubled solid-stated Yb:YAG green laser is reported. Using a plano-concave resonator, with pump power of 1.37 W, 24.5 mW TEM₀₀ continuous wave laser at 525 nm was obtained. The optical conversion efficiency is 1.8%. By adjusting the placed angle of LBO, several lasers wavelength from 525.0 to 537.8 nm could be extracted. The maximum output power at 537.8 nm is 3.1 mW.     

Laser diode partially end-pumped electro-optically Q-switched Yb:YAG slab laser

A laser diode partially end-pumped, electro-optically Q-switched, Yb:Y_3Al_5O_(12)(Yb:YAG) slab laser was reported. We obtained output energy of 14.6 mJ/pulse with a pulse width of 30 ns at a repetition frequency of 2 k Hz, and the corresponding peak power was 480 kW. The beam quality factors M~2 in the unstable direction and the stable direction was 1.32 and 1.25, respectively.     

Influence of Gamma-Ray Irradiation on Absorption and Fluorescent Spectra of Nd：YAG and Yb：YAG Laser Crystals

We investigate the influence of gamma-ray irradiation on the absorption and fluorescent spectra of Nd^3＋：Y3A15 O12 （Nd： YAG） and Yb^3＋ ： Y3A15 O12 （Yb： YAG） crystals grown by the Czochralski method. Two additional absorption （AA） bands induced by gamma-ray irradiation appear at 255nm and 340nm. The former is contributed due to Fe^3＋ impurity, the latter is due to Fe^2＋ ions and F-type colour centres. The intensity of the excitation and emission spectra as well as the fluorescent lifetime of Nd：YAG crystal decrease after the irradiation of 100 Mrad gamma-ray. In contrast, the same dose irradiation does not impair the fluorescent properties of Yb：YAG crystal. These results indicate that Yb： YA G crystal possesses the advantage over Nd： YA G crystal that has better reliability for applications in harsh radiant environment.     

Yb:YAG及Cr,Yb:YAG晶体的发光特性

研究了室温下YbYAG的上转换荧光光谱,此荧光归因于Yb3+离子的"合作"发光和Yb3+离子到稀土杂质离子的能量转移.测试了YbYAG晶体的X射线荧光,发光峰对应于电荷迁移态到Yb3+离子的基态、激光态间的跃迁.研究了Cr,YbYAG晶体的荧光光谱,讨论了Cr4+激光输出的可能性.