104 W内腔倍频全固态Nd:YAG绿光激光器

报道了一台高功率内腔倍频全固态Nd:YAG绿光激光器,针对KTP晶体热效应和激光热稳定腔,采取了对KTP晶体进行低温冷却的优化措施,以便减少KTP晶体的热效应导致的相位失配,同时兼顾了Nd:YAG棒的热致双折射效应和KTP晶体热透镜效应,设计了热稳定谐振腔;实验中采用80个20 W激光二极管阵列侧面抽运Nd:YAG棒和Ⅱ类相位匹配KTP晶体(在27℃时相位匹配角为φ=23.6°;θ=90°,尺寸为7 mm×7 mm×10 mm)内腔倍频技术,谐振腔腔长为530 mm,KTP晶体的冷却温度为4.3 ℃,抽运电流为18.3 A时,实现平均功率达104 W、脉冲宽度为130 ns的532 nm激光输出;其重复频率为20.7 kHz.光-光转换效率为10.2%.     

高平均功率调Q准连续Nd:YAG激光器

通过选用低掺杂浓度的Nd:YAG晶体棒、热近非稳腔优化设计、双棒串接热致双折射补偿技术以及双Q开关正交放置结构，在LD抽运功率1116W时，实现调Q准连续全固态Nd:YAG激光器1064nm输出，平均功率达258W，光束质量M²～15.5，重复频率为10kHz，脉冲宽度为64ns，峰值功率达0.4GW，光光转换效率达23.1%. 关键词： Nd:YAG激光器 准连续波 激光二极管抽运 固体激光器     

角抽运Nd:YAG复合板条946 nm连续运转激光器

报道了一种适合中小功率输出的全固态激光器的角抽运方法, 抽运光从板条激光器中板条晶体的角部入射, 可获得较高的抽运效率和较好的抽运均匀性.采用单角抽运方式, 首次进行了角抽运Nd:YAG复合板条946 nm连续运转激光器的实验研究. 激光腔采用紧凑型平凹直腔结构, 腔长仅为20 mm. 当注入抽运功率为50 W时, 946 nm激光连续输出功率最高达5.29 W, 光光转换效率为10.6%, 斜效率为12%. 整台激光器结构紧凑, 调谐简单, 成本低, 具有广阔的应用前景. 关键词： 角抽运 Nd:YAG晶体 连续波 946 nm激光     

LD抽运的Nd:YAG陶瓷/KTP绿光激光器

报道了一种LD端面抽运Nd:YAG陶瓷、KTP腔内倍频的全固态连续波绿光激光器.当抽运功率为21.6 W时,1064 nm基频输出达到11.3 W,光—光转换效率为52.3%.采用Ⅱ类切割的KTP晶体作为腔内倍频介质,在直腔结构下获得了最大功率为1.86 W的532　nm绿光输出,光—光转换效率为7%.输出光斑具有高斯型强度分布,1 W输出时的M²因子约为1.7. 关键词： 全固态绿光激光器 Nd:YAG陶瓷 KTP倍频 直腔     

Yb~(3+):GdTaO_4的提拉法晶体生长和光谱特性

用提拉法生长了新型激光晶体Yb~(3+):GdTaO_4,测量了它的吸收和光致发光光谱,计算了它的光谱特性参数。Yb~(3+):GdTaO_4的吸收半峰全宽(FWHM)为56 nm,约为Yb~(3+):YAG的2.4倍;吸收峰为930,957,974 nm,吸收截面分别为0.81×10~(-20),0.91×10~(-20),1.2×10~(-20)cm~2;光致发光发射主峰为1016,1035 nm的FWHM分别为42,57 nm,为Yb~(3+):YAG的4～6倍,发射截面约为2.29×10~(-20),1.36×10~(-20)cm~2,与Yb~(3+):YAG相当。它的宽吸收带有利于降低抽运激光二极管(LD)的温度调控依赖,宽的发射带则有利于实现超短脉冲和可调谐激光输出。结果表明Yb~(3+):GdTaO_4是非常有希望的全固态超短脉冲激光、可调谐激光的工作物质。     

104W内腔倍频全固态Nd∶YAG绿光激光器

报道了一台高功率内腔倍频全固态Nd∶YAG绿光激光器 ,针对KTP晶体热效应和激光热稳定腔 ,采取了对KTP晶体进行低温冷却的优化措施 ,以便减少KTP晶体的热效应导致的相位失配 ,同时兼顾了Nd∶YAG棒的热致双折射效应和KTP晶体热透镜效应 ,设计了热稳定谐振腔 ;实验中采用 80个 2 0W激光二极管阵列侧面抽运Nd∶YAG棒和Ⅱ类相位匹配KTP晶体 (在 2 7℃时相位匹配角为 =2 3.6° ;θ =90° ,尺寸为 7mm× 7mm× 10mm)内腔倍频技术 ,谐振腔腔长为 5 30mm ,KTP晶体的冷却温度为 4 .3℃ ,抽运电流为 18.3A时 ,实现平均功率达 10 4W、脉冲宽度为 130ns的 5 32nm激光输出 ;其重复频率为 2 0 .7kHz。光光转换效率为 10 .2 %。     

国产掺Nd3+透明薄片陶瓷的光学性能研究

研究了国产透明陶瓷Nd∶YAG和Nd∶YSAG的光学和激光性能.介绍了透明陶瓷Nd∶YAG和Nd∶YSAG的制作方法及其光谱性能,报道了相应的激光实验结果.对于Nd∶YAG薄片激光器,得到了中心波长1 064.2 nm,半高全宽为0.89 nm的激光输出,泵浦阈值功率0.267 W,最大激光输出功率0.319 W.对于Nd∶YSAG薄片激光器,由于荧光寿命比较长,可实现高掺杂,输出激光的中心波长为1 063.8 nm,半高全宽为1.6 nm,最大激光输出功率为0.356 W,斜率效率达23.2％,结果证明国产Nd∶YSAG陶瓷适用于短脉冲薄片激光器.     

LD抽运腔内和频571.6nm连续波黄光激光器

报道了全固态连续波571.6nm黄光激光器.黄激光是分别由两片Nd∶YAG的1444nm和946nm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4F3/2-4I15/2和4F3/2-4I9/2.实验中采用复合腔结构,利用RTP晶体II类临界相位进行内腔和频,当注入到两片Nd∶YAG晶体的抽运功率分别为25W和14.8W时,获得562mW的连续波571.6nm黄激光输出,4h功率稳定度优于±2.9%.     

160W端面抽运正支混合腔板条激光器的研究

研究了LD端面抽运Nd:YVO_4板条晶体正支混合腔Innoslab结构的激光器.利用Innoslab激光器的功率升级简单的优点,采用尺寸为22 mm×10 mm×1 mm的大块Nd:YVO_4晶体,最终在抽运功率为462 W时,获得最大功率为160 W的连续激光输出,功率波动为2.6%,光-光转换效率和斜效率分别为41.5%和47.7%.在输出功率为145 W时,测得光束质量在稳腔和非稳腔方向上分别为2.21和1.37.     

紧凑型LD端面抽运Nd:YAG内腔三倍频准连续355 nm紫外激光器

报道了一台LD端面抽运Nd:YAG晶体内腔三倍频355 nm激光高效率、高峰值功率准连续输出的全固态紫外激光器.激光腔采用紧凑型平平直腔,腔长仅106 mm.当注入抽运功率为5.73 W、重复频率为9 kHz时,获得163 mW的355 nm激光准连续输出,光光转换效率达到最高2.84％.当注入抽运功率为6.7 W重复频率为5 kHz时,获得最高174 mW的355 nm激光准连续输出,输出功率短期不稳定性为5％,光束质量因子M²为3.79.当注入抽运功率为5.73 W、重复频率为2 kHz时,获得112 mW的355 nm激光准连续输出,峰值功率最高达到9.15 kW.通过采用内腔倍频技术和设计合理的腔结构,实现了中小功率准连续输出的全固态紫外激光器的小型化、便携化,进一步拓宽了紫外激光器的应用领域. 关键词： LD端面抽运 内腔三倍频 Q')" href="#">声光调Q 紫外激光     

Large energy 1341.4 nm Nd: YALO3 pulse laser

On the basis of a measured stimulated emission cross-section for the ⁴F_3/2-⁴I_13/2 transition of the Nd³⁺ ion in a YAP crystal, it is shown that the Nd:YALO₃ crystal is a useful kind of laser crystal to operate in a pulsed laser at 1341.4 nm. Output energy of 5.31 J with an overall efficiency of 1.84% at 1341.4 nm has been achieved by using a 6 mm diameter and 101 mm long A-axis YALO₃ rod with 1 at.% Nd³⁺ ion.     

Nd~(3+):SrY_2O_4粉体的制备、结构与光谱性能研究

为探索新型激光晶体,采用固相法合成了(3 at.%)Nd~(3+):SrY_2O_4多晶,对其结构和发光性质进行了研究.对样品的X射线衍射谱进行Rietveld精修得到了样品的晶胞参数、原子位置等.在353 nm激发下,Nd~(3+):SrY_2O_4在可见波段的最强荧光峰位于419 nm,对应Nd3+的2D15/2→4I9/2跃迁.在824 nm激发下,Nd3+的4F3/2→4I11/2跃迁的荧光谱带宽约为90 nm,最强峰为1083 nm,荧光寿命为281.7μs.宽发射光谱和长的能级寿命表明,Nd~(3+):SrY_2O_4是一种很有希望的新波长激光二极管抽运超短脉冲激光材料.     

K5Bi(MoO4)4-Nd3+晶体生长和光学性质

在化学计量的熔料里,用提拉法生长了K₅Bi_0.9Nd_0.1(MoO₄)₄和K₅Bi_0.97Nd_0.03(MoO₄)₄单晶。该晶体属于三方晶系,空间群为R3m,Z=1.5,晶胞常数为a=6.023?,c=20.887?(Nd_0.1)。K₅Bi(Mo 关键词：     

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。     

笼中阴离子基团对Nd~(3+)掺杂C12A7粉体红外发光的影响

采用自蔓延燃烧法制备了不同Nd3+掺杂浓度的具有笼状结构的12Ca O·7Al2O3(C12A7∶x%Nd3+)粉体材料。在808 nm波长的激发下,观测到了位于887,1 069,1 340 nm附近的3个近红外发射峰,分别归属于Nd3+的4F3/2→4IJ/2(J=9,11,13)跃迁。Nd3+掺杂摩尔分数达到0.5%时,红外光发射较强,且没有观察到杂质相。在H2气氛下对样品进行1 300℃热处理之后,笼中OH-和H-浓度增加,笼子发生畸变,晶粒尺寸变大,样品的结晶性变好。通过在空气下热处理,减少了高能振动基团OH-的数目,进一步增强了近红外光发射。变温光致发光谱测量结果表明,C12A7∶x%Nd3+样品具有较高的热激活能,在红外激光器上有潜在的应用前景。     

太阳光泵浦固体激光阈值的理论分析

为了选择适合太阳光泵浦的激光材料,本文从四能级速率方程出发,综合考虑了太阳辐射带状光谱特性和激光材料对泵浦光吸收能力,建立了太阳光泵浦固体激光理论模型。利用该模型推导得到了单束光侧面泵浦和椭球腔侧面泵浦方式下的泵浦阈值表达式,并结合Nd~3+∶YAG、Nd~3+∶glass、Nd~3+∶Cr~3+∶GSGG(Nd~3+∶Cr~3+∶Gd_3Sc_2Ga_3O_12)、Cr~3+∶BeAl_2O_4和Cr~3+∶Nd~3+∶YAG等激光材料的光谱参数,计算了这些材料的泵浦阈值光强。结果表明:在单束光侧面泵浦和椭球腔侧面泵浦方式下,Nd~3+∶YAG的泵浦阈值光强分别为448个太阳常数和224个太阳常数,是比较适合用太阳光泵浦的激光材料。由于椭球腔的特殊结构,采用椭球腔侧面泵浦激光介质,阈值光强比较低。分析了泵浦阈值光强与材料直径的关系。该模型可用于从现有的激光材料中筛选出在太阳光泵浦下最易输出激光的工作物质。     

共掺杂Ce~(3+)调控β-NaLuF_4:Yb~(3+)/Ho~(3+)纳米晶体的上转换荧光发射

在980 nm近红外光激发下,通过共掺杂Ce~(3+)离子调控六方相NaLuF_4:Yb~(3+)/Ho~(3+)纳米晶体的上转换荧光发射.实验结果表明,当掺杂Ce~(3+)离子浓度从0增加到12.0%时,Ho~(3+)离子的上转换荧光发射实现了由绿光向红光的转变,其红绿比提高了近24倍.根据Ho~(3+)离子的能级结构发现,Ho~(3+)离子的红光发射源自~5F_5能级到5I8能级的辐射跃迁,因此要增强红光发射,必须提高该能级粒子数布居.Ho~(3+)与Ce~(3+)离子之间相近的能级差促使它们之间产生了共振交叉弛豫,从而有效地提高了Ho~(3+)离子~5F_5能级的粒子数布居,增强了红光发射.同时对Ho~(3+)离子的上转换调控机理进行讨论,并借助不同的激发策略,进一步证实了Ho~(3+)与Ce~(3+)离子之间相互作用的发生.     

Gd3+/Y3+共掺对Nd:CaF2晶体光谱性能的影响

通过坩埚下降法生长了系列共掺Nd,Gd:CaF₂和Nd,Y:CaF₂晶体, 研究了Gd³⁺/Y³⁺共掺对Nd³⁺光谱性能以及Nd:CaF₂晶体晶胞参数的影响规律. 对于0.5 at.%Nd, x at.%Gd(x=2,5,8,10):CaF₂系列晶体, 当调控Gd³⁺掺杂浓度为2 at.%时, 具有最大的荧光寿命499 μs; 当Gd³⁺掺杂浓度为5 at.%时, 具有最大的吸收截面1.47×10^-20 cm², 最大的发射截面1.9×10^-20 cm²; 当Gd³⁺掺杂浓度为8 at.%时, 具有最佳的发射带宽29.03 nm. 对于0.6 at.%Nd, xat.%Y(x=2, 5, 8, 10):CaF₂系列晶体, Y³⁺掺杂浓度为5 at.%时, 有最大的吸收截面2.41×10^-20 cm², 最大的发射截面3.17×10^-20 cm²; 当Y³⁺掺杂浓度为10 at.%时, 具有最长的荧光寿命359.4 μs,并且具有最大发射带宽26 nm.     

双程放大740 mJ TEC冷却LD泵浦Nd:YAG激光器

报道了一种实现高能量输出的激光二极管（LD）泵浦无水冷全固态Nd：YAG双程放大器结构。整个放大系统采用了泵浦与晶体棒集成的模块以及半导体制冷器（TEC）,从而实现了激光系统的小型化。总腔长为730 mm。在10 Hz重复频率下,主振荡器得到了最大脉冲能量为350 mJ的激光输出。脉宽为9.7 ns,光束质量M²在两个方向分别为7.7和12.3。并进行了双程放大的研究,双程放大后得到了740 mJ、10 ns的激光输出。     

Annihilation of the persistent luminescence of MAl2O4:Eu by Sm co-doping

The calcium aluminates doped with the Eu²⁺ and Nd³⁺ ions, CaAl₂O₄:Eu²⁺,Nd³⁺, are a novel and efficient persistent luminescence (i.e. afterglow) material. The Nd³⁺ ions were found to enhance the persistent luminescence. Some other R³⁺ co-dopants had similar or opposite, though weaker, effect. The Sm³⁺ (and Yb³⁺) ions suppressed almost completely the persistent luminescence and thermoluminescence of the Eu²⁺ ion. From the UV-excited luminescence and persistent luminescence spectra it was found that the Eu²⁺ ion acts as a luminescent centre with luminescence at the blue (λ_max=440 nm) region. The Sm³⁺ ion was reduced to the divalent state. The thermoluminescence glow curves of the CaAl₂O₄:Eu²⁺,Sm³⁺ material showed that the high-temperature glow peaks, i.e. deep traps, were suppressed almost completely. The Nd:YAG laser-excited high-resolution photoluminescence of the Sm²⁺ ion confirmed that the Eu²⁺ ion occupies only one Ca²⁺ site. Only weak perturbations were observed in the Sm²⁺ site due to the changes in the environment of the Sm²⁺ site.