部分抽运的板条激光器的热效应分析

基于热传导方程和高斯赛德尔数值计算方法,对部分抽运板条激光器的温度分布、热应力和热致折射率变化等热效应进行了详细分析,并与单侧抽运及双侧抽运方式进行了比较。结果表明,设计合理的部分抽运板条激光器,可以获得较高的抽运效率,其热效应相比于均匀抽运的情况并没有显著劣化,不论是采用锯齿形传播方式还是直线传播方式的激光器都可以获得较好的光束质量,当一束高斯激光直线经过板条晶体中部时,光束质量因子为1.4,若采用锯齿形传播方式,则光束质量因子可提高到1.1。     

激光二极管端面抽运Nd:YVO4板条激光器及其热效应

激光器中激光介质采用板条状几何结构可以极大地降低它的热效应,但仍然需要进一步分析其影响,进而优化激光器效率.利用有限元分析方法分析了部分端面抽运的混合腔板条激光器中激光介质的热效应,计算的热透镜焦距与实测结果基本相符.分析了热效应对模式匹配的影响,分析结果对于优化激光器效率、改进谐振腔设计具有一定的参考价值.并在分析的基础上进行了混合腔实验,抽运功率为110 W时,获得连续输出激光功率41.5 W,光光转换效率约38%,斜效率达58.8%,M2因子为非稳腔方向M2x＝1.59,稳定腔方向M2y＝1.55.     

LD侧面抽运板条激光器热效应分析

针对板状Nd:YLF激光介质,在高斯光束抽运情况下,用ANSYS有限元软件模拟了激光介质的热效应,对激光介质中各点的温度和应力分布进行了分析和比较.研究发现双侧抽运与单侧抽运相比,更易获得对称的温度分布,随着抽运光斑横截面变大,抽运面中心温度变低.同时得到板条的棱边、端角处存在较大热应力,且引入的机械应力不可忽视,因此,激光器运转时此区域需防止断裂.     

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…     

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、激光技术 激光器件

固体激光器TN248.1 2007054156LD抽运355 nm连续紫外激光器=LD pumped all-solid-state continuous-wave ultraviolet laser[刊,中]/申高(中科院长春光机所.吉林,长春(130033)) ,檀慧明…//光电工程.? 2007 ,34(5) .? 23-26报道了一台LD端面抽运Nd∶YVO4晶体的内腔三次谐波转换     

激光、激光技术 激光器件 固体激光器

TN248.1 2006031983LD抽运Nd∶GdVO41 .34μm激光器及其倍频特性=LD-pumped Nd∶GdVO41 .34μmlaser and its harmonic gen-eration[刊,中]/彭倩倩(山东师范大学物理与电子科学学院.山东,济南(250014)) ,杨峰…∥光电工程.—2006 ,33(2) .—50-53采用直线腔激光二极管(LD)抽运Nd∶GdVO4晶体1 .34μm激光器。在泵浦功率为8 W的情况下,获得连续波输出为1 .91 W。激光器光-光转换效率为23 .9 %,斜效率为29 .1 %。采用声光调Q,重复频率为10 kHz时,得到最短脉宽、最大单脉冲能量分别为78 ns和20 .1μJ ,最大平均输出功率为253 mW。采…     

激光器件 激光参数测量

TN2472006010161面阵CCD激光束参量测量系统及其实验研究=Experi-mental study on beam parameter measurement system u-sing area array CCD[刊,中]/高雪松(北京理工大学光电工程系.北京(100081)),高春清…∥中国激光.—2005,32(7).—993-996采用面阵CCD探测器测量连续和脉冲激光器空间光束的技术,研制了一套高精度激光参量测量系统,测量了激光二极管连续抽运输出波长为1064nm的固体模式发生器产生的不同阶次厄米-高斯光束和脉宽10ns调Q灯抽运固体激光器的光束参量,分析对比了模式发生器输出光束的理论值和实验测量结果,证明了系统…     

用于光生毫米波的双频微片激光器热致频差特性研究

研究了激光二极管端面抽运的双纵模双频微片激光器的热效应对其输出频谱的影响. 通过对端面抽运Nd:YVO₄微片的热传导方程求解得出晶体内部的温度场分布; 并进一步对微片晶体热致折射率变化进行分析, 由此计算出双频微片激光器的热致频谱变化. 实验结果表明: 当抽运功率较小时得到稳定的双纵模双频激光输出; 当抽运功率增大时, 晶体热效应使双频激光频谱双峰之间的频差减小, 各纵模波长频谱宽度加宽, 实验结果与理论分析相符合. 关键词： 光载无线通信 双频微片激光器 热效应 频率差     

高功率固体激光器中抽运光和热效应的相互作用分析

大功率固体激光器中,由于抽运光分布和热效应之间存在复杂的相互作用,所以在对热效应的理论分析中不能沿用小功率下的处理方法,否则会带来很大的误差。提出一种反复迭代的数值处理方法,充分考虑抽运光和热效应之间的相互作用,在此基础上,对一些典型的端面抽运固体激光器的热效应和抽运光分布进行了分析,研究了不考虑这种相互作用所带来的理论计算的误差。将介质对抽运光的吸收长度和粗估的热透镜焦距进行比较,提出了一个用于判断热效应和抽运光相互作用强度的参数K,根据K的值可以判断在理论分析中是否需要考虑两者的相互作用。研究表明,当K小于0.1时,抽运光和热效应相互作用所产生的影响小于3%。     

激光二极管抽运Nd:YVO4晶体的三维热效应分析

针对激光二极管抽运的以Nd:YVO4板条晶体为增益介质的激光器件,基于有限容积法数值分析各向异性介质的热传导方程,给出了Nd:YVO4晶体板条结构的热分布数值模型,并分别模拟仿真了808nm半导体激光器双端端面抽运,大面均匀抽运,大面周期分布抽运三种抽运结构,得到了Nd:YVO4板条晶体在这三种抽运结构下的非稳态时不同时刻的温度曲线和稳态时的三维温度分布切面图.     

波面热畸变自校正型板条增益介质的瞬态温度分布

提出一种新的激光增益介质板条抽运结构,这种结构能对由激光增益介质板条温度分布不均所造成的波面热畸变实现自校正,并建立了这种抽运结构下激光增益介质板条的瞬态温度分布理论模型,通过解热传导方程,推导出板条增益介质的瞬态温度分布的解析表达式。同时对抽运参量分别为抽运脉冲能量为5.8×104J、抽运重复频率为2Hz和抽运脉冲能量为3.2×104J、重复频率为10Hz两种情况下两种下N-31型钕玻璃板条的瞬态温度分布分别进行了数值计算,分别给出两种情况下10s内和60s时钕玻璃板条的温度分布图并对结果进行了分析和对比,表明采用这种抽运结构的增益介质板条激光器可以以类似热容激光器的方式在短时间内实现高平均功率、高光束质量运转。     

薄片激光器热效应及其对输出功率的影响

建立了光强分布为高斯型的抽运光端面单程抽运时薄片激光器的温度模型, 实验测量了不同抽运功率下薄片介质表面的 温度分布、温度随时间的变化特性以及介质表面的温度差. 采用Hartmann法测量了薄片介质的热焦距. 考虑热焦距随抽运功率的变化, 基于四能级系统薄片激光器的速率方程组, 建立了薄片激光器热效应对输出功率影响的物理模型, 薄片激光器输入-输出功率曲线与实际相符. 所得结果对薄片激光器的设计和优化具有一定的指导意义.     

边缘抽运复合Yb:YAG/YAG薄片激光器设计与功率扩展

设计了边缘抽运复合Yb:YAG/YAG薄片激光器.薄片激光器的显著优点是热梯度和激光传输方向相同，减小了横向的温度梯度，解决了高功率激光器冷却和高功率抽运的矛盾，避免了放大的自发辐射. 与高功率棒状和板条激光器相比，一维空间冷却理论和边缘抽运理论可以获得更高的功率输出，列举了两种高功率Yb:YAG/YAG薄片激光器设计实例. 关键词： 固体激光器 薄片激光 边缘抽运 功率扩展     

热效应对激光器光束质量的自适应调整技术

在固体激光器中,热效应会同时影响抽运光和振荡光的空间分布。研究表明,对于端面抽运固体激光器而言,通常存在一个特定的抽运功率区间,使抽运光与基模振荡光在热效应的作用下,在增益介质内部高度重合,激光器的抽运光效率和光束质量得到大幅度提升。利用这一特点,设计了一种激光器,在抽运功率为105~115 W时,实现了抽运光与基模振荡光空间分布的高度重合,激光器光束质量因子小于2.3。在此区间外,激光器光束质量因子迅速增加到3以上。提出了一种计算上述抽运功率区间的优化算法,在端面抽运固体激光器中,可以快速寻找到理想的抽运功率区间,并与上述实验进行对比,结果表明使用该方法寻找到的抽运功率区间与实验所得到的区间高度吻合,相对误差低于5%,可靠性高。     

激光器件 气体激光器

TN248．2 2005053323 焦耳量级光抽运XeF蓝绿激光器=Joule level XeF laser operoting in the blue-green region[刊,中]／于力(西北核技 术研究所．陕西．西安(710024)),刘晶儒…∥光学学报．- 2005,25(7)．-930-934 阐述了焦耳量级XeF、(C-A)激光器的总体设计及抽运 源辐射能力的测试方法,分析了XeF、(C-A)激光特性参量 与xeF2初始浓度、输出透过率以及气体成分之间的关系。 抽运源采用紧凑型结构,有效地减小了放电回路面积,使 回路电感降低到330 nH,从而使放电沉积效率达到74％, 抽运源平均沉积功率密度达到12 MW／cm。利用分幅相 机拍摄了XeF2光解离波并对抽运源辐射能力进行了诊 断,抽运源辐射在140～170 nm波段的光子出射通量达到 5×10~(23)s-1·cm-2,辐射亮度温度高于25 kK。激光器有 效激活长度80 cm,采用平凹谐振腔,激光器获得了稳定的 焦耳级能量输出,最大输出能量2．5J,总转换效率0．1％, 激光脉宽约为700 ns。图8参13(杨妹清)     

激光器件 半导体激光器

TN248.42006010122InGaAsP单量子阱激光器热特性研究=Thermal charac-teristics of InGaAsP SQWlasers[刊,中]/张永明(长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室.吉林,长春(130022)),钟景昌…∥半导体光电.—2005,26(4).—291-293从InGaAsP单量子阱激光器热效应分析入手,采用自行设计的热封闭系统对808nmInGaAsP单量子阱激光器温度特性进行了研究。实验表明,在23~70℃的温度范围内,器件的功率由1.12W降到0.37W,斜率效率由1.06W/A降到0.47W/A。实验测得其特征温度T0为321K。激流波长随温度的漂移为0.45nm/℃,其芯片的热阻为2.…     

激光、激光技术 激光器件

固体激光器TN248.12007043150LDA侧面泵浦Nd∶YAG激光器的热效应分析=Analysisof thermal effect in LDA side pumping Nd∶YAG solidstate lasers[刊,中]/岱钦(中科院长春光机所应用光学国家重点实验室.吉林,长春(130031)),李新忠…//强激光与粒子束.?2007,19(2).?197-201在高     

Nd:YAG板条激光器边缘畸变抑制

分析了传导冷却与端面抽运的Nd:YAG板条激光器边缘畸变的形成原因,并进行了抑制边缘畸变的实验研究。根据实验参数进行了数值模拟,模拟结果与实验结果吻合。以液态环氧胶为导热材料对激光器板条侧面进行实时冷却,可增加板条内部荧光从侧面逸出的能量比例,从而减小放大自发辐射,边缘畸变量峰谷值约减小50%。该方法有利于提高板条激光器的光束质量和输出功率。     

端面抽运固体激光器热透镜效应的实验研究

提出一种易于实现、对激光器本身没有干扰、高空间精度、可实时测量介质热透镜的干涉测量方法. 并利用此方法全面研究了端面抽运Nd:YVO4激光器的热透镜效应，为认识激光介质的热效应和设计此类激光器提供了参考.  关键词： 热透镜 端面抽运 固体激光器