Nd:YVO_4微片激光器的光谱稳定控制实验研究北大核心

研究了控制单纵模Nd:YVO_4微片激光器光谱稳定的方法,实现了在不同LD泵浦电流条件下单纵模Nd:YVO_4微片激光器的波长稳定输出。首先,分析了泵浦电流、温控温度与晶体温度、输出激光波长的关系,发现在不同泵浦电流条件下,适当调节温控温度控制Nd:YVO_4微片晶体的温度变化,能够实现激光光谱的稳定控制。最后,通过实验验证了该方法的有效性,并获得激光输出功率随泵浦电流变化的非线性关系。     

LD抽运的双频固体激光器的光谱和频差特性研究

研究了LD抽运的、频差可调的双频Nd:YVO4微片激光器的光谱特性。对于荧光谱宽固定的激光增益介质,输出激光的光谱特性主要与抽运功率、抽运位置和谐振腔长等参数相关;通过控制相关参数,可以调整输出激光不同波长频谱峰之间的相对频差。实验结果表明,当LD抽运电流为14.5A时,抽运光与谐振腔模达到良好的匹配,输出稳定的双纵模双频激光,相应的频差可超过90GHz;改变抽运参数相应频差在92.22~94.24GHz之间变化;增加谐振腔的腔长时,输出的激光纵模间隔减少并可输出三纵模,其中两频峰之间的最小频差可达到26.50GHz。     

增益开关型微片激光器的时间特性

从速率方程出发,采用在直流抽运上叠加脉冲抽运的方式,建立激光二极管(LD)抽运的增益开关型Nd∶YVO4微片激光器的数学模型,并给出不同抽运条件下输出脉冲的时间特性。数值研究结果表明,当直流抽运速率、脉冲抽运速率和抽运脉宽的变化量在10%以内时,输出脉宽变化不大,而脉冲个数变化较大且与抽运参数呈非线性单调递增关系。利用建立的实验装置,测量了在不同激光二极管驱动电流和调制脉宽时输出脉冲的时间特性,发现驱动电流的增幅在10%以内时,输出脉宽变化小于5%,但输出脉冲个数增加较为明显,且实验结果与数值模拟结果相符。     

微片激光器的最新研究进展

微片激光器由于其结构简单紧凑、相干长度长、易实现高亮度的单纵模单频输出,因此成为固体激光器研究领域的热点之一.简要介绍了微片激光器的技术特点及应用,重点介绍了国内外各种微片激光器的最新研究成果及其应用,分析了影响微片激光器发展的因素,并对微片激光器今后的发展趋势进行了展望.     

纵向抽运Tm，Ho：YLF微片激光器激光特性的研究

从速率方程理论出发，得到了抽运功率阈值和激光输出功率的解析表达式。通过钛宝石激光器抽运Tm，Ho：YLF微片，获得90mW的2μm波长激光连续输出。得到了抽运功率和输出功率之间的关系以及抽运光与振荡光之间的转换效率关系。同时也给出了温度对激光输出效率的影响。     

微片激光器的速率方程研究

在考虑荧光浓度猝灭以及增益介质热效应对粒子数玻尔兹曼分布影响的基础上,建立了准三能级微片激光器的速率方程,并将该方程用于解释Yb3+:YAl3(bO3)4微片激光器.比较理论计算结果和他人已发表的实验数据,显示该方程在一定程度上是合理的.在此基础上提出了一定条件下Yb3+:YAl3(bO3)4微片激光器的激活离子浓度和介质厚度的优化方案.     

连续输出62．5mW的LD泵浦Nd：YAG微片激光器

实现了ＬＤ泵浦Ｎｄ：ＹＡＧ微片激光器的室温运转，当泵浦功率为３４０ｍＷ时，１．０６μｍ激光的ＣＷ输出功率为６２．５ｍＷ，总的光－光效率为１８％。本文简述了实验装置、结果，研究了微片激光器的一些输出特性。     

半导体微腔激光器阈值特性分析

利用速率方程理论讨论了半导体微腔激光器的激射阈值与自发发射耦合系数β之间的关系,分析了降低阈值的途径,为器件设计提供了依据。     

双频Nd:YVO4微片激光器功率均衡研究

根据微片激光器工作温度、增益介质发射谱和谐 振波长三者的关系,研究了双频Nd:YVO₄微腔激光 器的功率均衡机制。在实验中,通过温控调节双频激光波长和发射谱的相对漂移,实现了双 频激光的相对 功率可调。实验结果表明,当激光器温度在2.5～22.5℃范围增加时 ,双频激光的右峰/左峰相对功率比从 6.471变化到0.028;当温控在9. 1℃时,双频 激光的相对功率比约为1.00∶1.00,实现了功率均衡;当温控在 7.5℃时,双频激光的相对功率比为1.89∶1.00,此时双频激光的功率乘积最大,可实现最高拍频效率。     

超小型微片YAG激光器

1 纳米激光器技术十几年前研究了取代气体激光灯泵浦的LD泵浦固体激光器(DPSSL).然而,该激光器的商业应用受到限制.这是由于DPSSL的成本高,和其结构复杂所致.1995年日本光科学研究公司开始研究微型激光器,试图把DPSSL广泛用于光电机械(OEM)领域.特别是随着半导体激光器的成本下降和配件供应企业愈来愈多,这种倾向变得越来越强.纳米激光器公司于1996年研制出成本低、尺寸小的无源Q开关.目前该公司研制的纳米激光器成为OEM用的理想激光器.其特点是光强大,并且在红外到紫外波段能得到光束质量好的直线偏振激光.该激光器体积小、结构紧凑、不需要维修组件,并且成本低,因此可大批量生产.2 无源Q开关Q开关激光器利用有源材料控制激光振     

激光清洗阈值和损伤阈值的研究

讨论了采用波长为３０８ｎｍ，脉冲宽度为２８ｎｓ的准分子激光清洗基片的实验研究，分析了激光清洗过程中清洗阈值和损伤阈值存在的原因，并对它们进行了定量性推导。     

光电探测器的激光破坏（损伤）阈值分析

本文系统收集各种光电探测器及其相似材料在受到激光辐照时所导致的软、硬破坏效应（有时称为激光损伤）,综合对比分析各种破坏阈值的大小,为激光与光电探测器相互作用的研究提供一个较为全面系统的参考。     

激光阈值附近微孔加工方法的研究

基于各个激光参数对加工微孔的影响以及激光在阈值附近工作时光束质量较好的优点,采用声光调QNd∶YAG脉冲激光器进行阈值附近的微孔加工,在0.7mm的镀锌钢板上获得了直径为15μm的微孔,深径比超过50,打孔成功率为100%。实验证实了此方法能实现高质量微细孔的激光制备。     

YAG激光器输出特性的分析

介绍了激光共振电离质谱学实验中的两台YAG激光器的结构原理及其能量转换机制，并结合实际使用情况对影响其输出特性的因素进行了分析，其输出特性包括：激光器的阈值；激光器的输出能量、效率和最佳透过率；激光器输出光束的稳定性、光谱特性、偏振特性和方向性等。激光器调试结果达到了设计指标。     

俄歇复合对应变量子阱激光器阈值电流的影响

通过考虑不同因素对压应变和张应变量子阱激光器阈值电流和特征温度的影响,得到了俄歇复合和非俄歇复合对阈值电流起主要作用的转变温度Tc,小于Tc时,主要是非俄歇复合;大于Tc时,主要是俄歇复合,而且张应变量子阱激光器转变温度要比压应变量子阱激光器的转变温度要高;张应变量子阱激光器与压应变量子阱激光器相比,阈值电流更低,特征温度更高。     

低反光纤光栅对光纤激光器光谱展宽影响研究

光纤激光器中的自相位调制(SPM)以及低功率下的空间烧孔效应(SHB)会导致输出光谱展宽。分析了SPM、SHB导致光谱展宽的理论模型,讨论了低反光纤光栅(OC)的带宽与反射率对激光器输出光谱展宽的影响。实验研究了不同输出功率下激光器输出光谱随OC带宽及反射率的变化关系。结果表明减小OC带宽能够有效减缓SPM、SHB导致的输出光谱展宽;减小OC反射率能降低SPM导致的输出光谱展宽速度,却促进了SHB导致的光谱展宽;但相同改变量的情况下,OC带宽所带来的影响较反射率更为显著。实验结果与理论分析一致,对光谱合束及窄线宽高功率光纤激光器的设计与应用具有重要意义。     

激光对光电探测器的损伤阈值研究

本文研究了1.06μm和0.53μm激光对硅pin光电二极管以及硅雪崩光电管的永久性损伤效应,测出了损伤阈值。实验发现,光电探测器的PN结受到激光热烧伤是造成其永久性损伤的重要因素,损伤阈值的大小与激光波长、脉冲宽度以及光电探测器结构有关。     

用于全内腔微片激光器稳频的温度控制系统

温度控制是实现全内腔半导体泵浦Nd:YAG微片激光器稳频的行之有效的手段之一。研究了如何为Nd:YAG微片激光器的稳频提供有效的温控方式。估算出所需要的控温精度波动范围在0.09 ℃以内。依据这一设计目标,介绍了各重要环节的设计过程。通过频域分析法,对温控系统的特性进行分析与调整。通过理论计算将系统改造成了二阶系统最优模型并用实验验证了理论分析。研制了一套用于全内腔半导体泵浦Nd:YAG微片激光器的温控系统,并在两种条件下对系统进行了测试。在室温26 ℃左右的条件下,可以给微片提供18~38 ℃之间的任意温度环境,温度波动范围在0.05 ℃以内;当环境温度在18 ~27 ℃之间任意改变时,系统能将晶片温度稳定在24 ℃,温度波动范围在0.05 ℃以内。