885nm抽运Nd∶YAG激光器

在二极管抽运Nd: YAG激光器中,量子亏损是影响晶体热积累的一个最重要参量,为了达到减少晶体热效应的目的,可采用直接抽运技术.经过理论分析,采用的二极管阵列中心波长为885nm、晶体尺寸为5.5mm×55mm,实验对比验证了多种透过率输出镜.结果表明,在透过率为58%时,获得最大单脉冲138mJ的静态输出,光光转换效率为12%.这一结果验证了采用885nm抽运源直接抽运技术的可行性,并有助于实验的进一步发展.     

边缘抽运薄片Nd:YAG激光器

边缘抽运薄片激光器设计使得冷却面和抽运面分开,解决了高功率抽运和抑制放大自发辐射问题,简化了激光器的结构设计.利用边缘抽运六角形1.at-%Nd:YAG薄片获得了5.1 W的输出,斜率效率为11.9%,并使用光线追迹的方法,分析了抽运光在晶体中的分布和吸收情况,指出了发展边缘抽运薄片激光器所要解决的关键技术.     

激光二极管抽运Nd:YAG双薄片激光器

激光介质的热效应是高平均功率固体激光器面临的最大挑战,采用薄片激光介质是解决热效应的有效手段之一。当在抽运区尺寸远大于薄片厚度并且抽运光均匀分布的条件下,热流近似为沿厚度方向的一维分布,从而大大降低介质的热透镜效应和热致应力双折射。设计了四通光学耦合系统,通过提高二极管激光器阵列输出激光强度分布的均匀性,并优化经微柱透镜准直后光束的发散角,实现了抽运光的近平顶分布。采用两片1 mm厚的Nd∶YAG薄片激光介质,在两个峰值功率2000 W,占空比为15%的二极管激光器阵列抽运下,获得了峰值功率1440 W,平均功率216 W的准连续激光输出,光光转换效率达到36%,电光转换效率超过16%,在稳腔下测得的光束质量M2 因子约为12×13。     

LD角抽运Nd:YAG/YAG复合板条激光器热焦距分析

为了研究LD角抽运复合板条激光器的热焦距情况,采用有限元方法求解了LD角抽运 Nd:YAG/YAG 复合板条晶体的热焦距,得到了该晶体的理论温度分布模型和理论热焦距。此外,采用CCD探测法在未出激光的条件下测量了该复合晶体,得到了实验热焦距,并对实验结果和理论计算结果进行了比较。实验中得到的热焦距变化规律与理论计算基本一致。结果表明,这为进一步改善LD角抽运复合板条激光器输出光束质量,以及提高输出功率提供了必要的理论基础。     

二极管抽运高功率Nd:YAG棒状激光器

介绍Atsushi Takada等人研制的全固态棒状激光器，平均功率大于10kW，用于高速和高精度材料加工，如切割和焊接。2000年他们开发了全固态棒状激光器系统，平均功率在3kW量级，以连接波运转平均功率5.1kW，用连续波和准连续波组合运转得到3.3kW。连续波运转时，电光效率22％，准连续波操作时，平均功率2kW，电光效率26％。     

侧面抽运Nd:YAG连续激光器

介绍了一种二极管侧面抽运的Nd:YAG连续激光器,获得了37.9W的连续1064um的激光输出,光-光转换效率为23.7％。用光线追迹法对实验中的具体参数进行了数值模拟,指出了实验中的不足之处,对侧面抽运结构的设计作了分析讨论。     

二极管角部抽运Nd:YAG基模激光器

为了分析角部抽运方式在中小功率激光器设计中的可行性,基于光线追迹法,计算了不同的激光介质几何结构参量和不同的二极管温度条件下角部抽运复合板条激光器的抽运效率和抽运均匀性.从模拟计算结果可知,只要选择合理的激光介质结构参量,角抽运方式能得到高的抽运效率和较好的抽运均匀性.设计了一种角部抽运Nd:YAG复合板条激光器,在45W的抽运功率下获得了12W的激光输出,光光转换效率约为26.7%,在40W抽运时光束质量Mx2=1.47,My2=1.36.理论分析和实验设计表明,角抽运方式在小功率激光器设计中是可行的.     

LED带抽运Nd∶YAG激光器

为了研究抽运光源光谱与增益介质吸收光谱对发光二极管(LED)带抽运激光器输出效率的影响,进一步提高输出效率,将光谱信息引入激光速率方程中,建立了LED带抽运速率方程, 采用该方法对LED带抽运Nd∶YAG激光器进行了理论分析和实验验证。结果表明,利用红外LED对Nd∶YAG激光器进行侧面抽运,当抽运能量为9.1mJ时,取得了能量为607μJ的1064nm激光输出,达到实验中最高的倾斜效率15.5%,此时光转换效率为6.67%;速率方程的计算求解和实验的输出能量二者基本吻合。这一结果对研究提高LED带抽运激光器的输出效率是有帮助的。     

二极管角部抽运Nd:YAG基模激光器

为了分析角部抽运方式在中小功率激光器设计中的可行性,基于光线追迹法,计算了不同的激光介质几何结构参量和不同的二极管温度条件下角部抽运复合板条激光器的抽运效率和抽运均匀性。从模拟计算结果可知,只要选择合理的激光介质结构参量,角抽运方式能得到高的抽运效率和较好的抽运均匀性。设计了一种角部抽运Nd:YAG复合板条激光器,在45W的抽运功率下获得了12W的激光输出,光光转换效率约为26.7%,在40W抽运时光束质量Mx2=1.47,My2=1.36。理论分析和实验设计表明,角抽运方式在小功率激光器设计中是可行的。     

二极管抽运Nd∶YAG薄片激光器研究

报道了采用脉冲二极管抽运的高功率薄片激光器。通过合理设计泵浦光四通薄片增益介质面泵浦耦合系统,实现了泵浦光在薄片增益介质的均匀泵浦;通过实验实现了1.2 kW的激光输出,光-光转换效率25%。     

热助推泵浦Nd∶YAG激光器热性能研究

采用热助推泵浦技术,实现了885 nm LD热助推泵浦的板条Nd∶YAG脉冲激光器运转。从粒子跃迁机理上对热助推泵浦方式做了理论分析,并通过实验验证了885 nm热助推泵浦相对于802 nm泵浦的优势。885 nm热助推泵浦的光光效率比802 nm泵浦方式提高了26%,废热产生则减少了约23%,结果表明热助推泵浦方案在热性能相对传统泵浦有明显的优势。     

阳光泵浦Nd：YAG激光器

第一台激光器问世不久，便有人致力于太阳能激光器的研究工作，鉴于Ｎｄ；ＹＡＧ晶体的特点，所以阳光泵浦Ｎｄ；ＹＡＧ激光器获得了长足发展，其研究和应用均取得了可喜的成绩，太阳能转化为激光的效率不断提高，输出功率逐渐增加，性能不断完善，各种应用构上继出台。     

LED end-pumped Nd:YAG lasers

Experimental results are reported on the room-temperature operation of Nd:YAG lasers end pumped with an LED. The radiation from a 10-percent-efficient 0.46-mm-diam domed LED was coupled to the end of a 0.46-mm-diam × 5.0-mm-long laser rod with a large hemispherical reflector. At 20°C, a multimode laser power of 0.25 mW was obtained at an LED current of 250 mA. By measuring the variation of threshold pump power with rod temperature and the laser power versus pump power just above threshold, both the laser cavity loss and the output mirror transmission were determined. A round-trip cavity loss as low as 0.022 percent was measured. A calculation of the fractional pump power absorbed in the rod for the LED spectrum gave 56 percent for a 5-mm-long rod while measurements showed that 30 to 35 percent of the LED power was being absorbed indicating an LED-to-laser rod coupling efficiency of 54 to 63 percent for this arrangement. With such efficient absorption of pump power and low cavity loss, end-pumped Nd:YAG lasers with high slope efficiencies above threshold are possible.     

885nm LD热助推侧面泵浦Nd：YAG板条激光器

报道了一种新型的二极管泵浦全固态激光器,采用了热助推泵浦技术,用峰值功率为1600W的885nm半导体面阵侧面泵浦板条Nd：YAG晶体,获得了单脉冲能量110mJ的1064nm激光输出,光光效率为24%,斜率效率为34%。     

Characterization of radiative and nonradiative Processes in Nd:YAG lasers by comparing direct and band pumping

Heat generation and laser performance of Nd:YAG oscillators pumped in two regimes, band pumping at /spl sim/808 nm and "thermally boosted" (TB) pumping at 884.5 nm, are compared. The crystal, pumped with a Ti:sapphire laser, lased with slope efficiencies of 52% and 57% when pumped at 802 and 884.5 nm, respectively. The heat generated during lasing was found to be 27% lower with TB pumping as compared to traditional band pumping. Moreover, the experimental results suggest that the coupling efficiency between the pump band and the upper lasing level (the quantum efficiency) is unity, and about 8% of the upper lasing level population decays via nonradiative channels.     

Polymer encapsulated miniature Nd:YAG lasers

A continuation of the previously introduced microstructured silicon carrier concept for diode-pumped solid-state lasers is presented, using novel heat-conducting polymers as a carrier. The most prominent features of the silicon carrier concept are maintained, adding to the mass production possibilities of the inexpensive polymers. The first experiments, using a continuous wave Nd:YAG microchip laser, have given an output power of 2 W at 1064 nm, showing the potential of this new approach.     

新型全固化Nd:YAG激光器

介绍了激光二极管泵浦Nd:YAG激光器(DPL)的优点和近期进展情况;还讨论了DPL的基本原理和不同的结构型式。     

Output fluctuations of CW-pumped Nd:YAG lasers

The mechanisms that cause amplitude modulation in CW-pumped YAG lasers were investigated experimentally. The depth of modulation and frequency spectrum of the output fluctuations of a commercially available Nd:YAG laser were measured. It was found that after performing several modifications on the laser system, the output fluctuations were reduced by two orders of magnitude. At the conclusion of the program, the depth of modulation for frequencies below 10 Hz was 10^-2, and for frequencies between 10 Hz and 100 kHz, it was 10^-3. Above 100 kHz, the modulation decreased rapidly to 10^-5reaching shot noise level above 500 kHz.     

Nd:YAG激光器在焊接中的应用

激光焊接在限制热影响区的尺寸、降低焊接表面的粗糙度、消除其机械影响等方面具有重要意义。以连续或脉冲模式工作的固体激光器都可以作为焊接源。目前使用的激光器具有很高的功率密度。固体掺钕激光器，如掺钕钇铝石榴石激光器(Nd：YAG)在工业上的应用已得到证明，这种激光器具有性能可靠、加工安全、控制简单的特点。发射的单脉冲功率可达10^7W或更高，可以极高的速度加工材料。具有高峰值功率的脉冲激光器的加工质量高于具有相同功率等级的平均功率激光器。高峰值功率可以克服贵金属材料如铜或铝的热扩散和反射，还可以利用单脉冲进行大体积焊接。通常，提高激光器的效率和能量是提高激光焊接质量和数量的先决条件。综合大量相关技术的Nd：YAG激光器可以对多种材料进行焊接，材料的厚度可以从几微米到几十毫米。本文对激光焊接近几年的发展历程及发展方向进行概述。