端面抽运Tm，Ho：YLF激光器双稳特性的理论分析与实验研究

报道了波长为792nm激光二极管端面抽运Tm,Ho：YLF连续激光器的双稳输出特性.在考虑能量传递上转换和基态对2μm激光重吸收的前提下,建立了Tm,Ho：YLF双稳激光器准三能级速率方程理论模型.通过对Tm,Ho：YLF激光器速率方程的求解,理论预见了Tm,Ho：YLF激光器双稳输出的特性,并分析了其产生的机理.进行了激光二极管端面抽运Tm,Ho：YLF激光器双稳输出的实验研究,当激光晶体温度为253K时,双稳区的宽度可达1.6W,跃变点输出功率的跃变量可达82.5mW.通过对比发现理论结果与实验结果比 关键词： 端面抽运 Tm Ho：YLF晶体 连续输出 光学双稳     

激光二极管端面抽运室温Tm,Ho:YLF连续固体激光器

报道了激光二极管端面抽运Tm，Ho：YLF固体激光器的输出特性.室温下，选用不同透过率的输出耦合镜进行了实验研究，确定了最佳输出耦合镜透过率为2%. 利用小孔扫描的方法，得到了激光远场的光强分布，证明激光为基横模输出，并且给出了热焦距随抽运功率的变化关系.通过在激光谐振腔内插入两个固体Fabry-Perot标准具的方法，获得了2μm激光的单频输出，阈值功率为250mW，在抽运功率为2.8W时，单频输出功率为118mW.此单频激光器可用作激光振荡器和激光放大器的种子源. 关键词： 激光光学 激光二极管 Tm Ho:YLF固体激光器 单频     

激光二极管抽运Tm,Ho:YLF晶体声光调Q激光器

对激光二极管端面抽运Tm,Ho：YLF晶体声光调Q激光器的激光特性进行了研究。根据粒子跃迁和能量传递过程,在考虑能级传递上转换的前提下,建立了Tm,Ho：YLF脉冲激光器的速率方程,得到了初始反转粒子数的解析表达式,分析了能量传递上转换效应对激光上能级反转粒子数的影响。在室温下实现了2μm波长激光的脉冲输出。实验上给出并分析了Tm,Ho：YLF脉冲激光器的平均输出功率、单脉冲能量和脉冲宽度随抽运功率以及声光Q开关调制频率的变化关系。在抽运功率为2．8W．重复频率为9kHz时,获得了平均输出功率为189mW的激光脉冲,光-光转换效率为6．8％。在重复频率为1kHz时,得到最大单脉冲能量为65μJ,峰值功率为0．17kW。     

激光二极管抽运Tm,Ho∶YLF晶体声光调Q激光器

对激光二极管端面抽运Tm,Ho∶YLF晶体声光调Q激光器的激光特性进行了研究。根据粒子跃迁和能量传递过程,在考虑能级传递上转换的前提下,建立了Tm,Ho∶YLF脉冲激光器的速率方程,得到了初始反转粒子数的解析表达式,分析了能量传递上转换效应对激光上能级反转粒子数的影响。在室温下实现了2 μm波长激光的脉冲输出。实验上给出并分析了Tm,Ho∶YLF脉冲激光器的平均输出功率、单脉冲能量和脉冲宽度随抽运功率以及声光Q开关调制频率的变化关系。在抽运功率为2.8 W,重复频率为9 kHz时,获得了平均输出功率为189 mW的激光脉冲,光光转换效率为6.8%。在重复频率为1 kHz时,得到最大单脉冲能量为65 μJ,峰值功率为0.17 kW。     

激光二极管抽运(Tm,Ho)∶YLF微片激光器的实验研究

从理论上分析了准三能级 (Tm ,Ho)∶YLF晶体的增益与温度关系 ,晶体温度的降低和长度的缩短有利于减小重吸收损耗对激光器运行性能的影响。在室温条件下 ,用 2 7W波长为 792nm激光二极管端面抽运Tm(原子数分数 0 .0 6 ) ,Ho(原子数分数 0 .0 0 4 )∶YLF微片激光器 ,阈值抽运功率为 4 5 0W ,当入射到晶体内的激光二极管功率为 1 88W时 ,2 μm激光最大输出功率为 32 8mW ,斜率效率为 2 2 5 % ,光 光转换效率达 17 4 %。为达到激光最佳运行条件 ,还探讨了激光二极管波长 ,抽运光偏振方向以及晶体温度对Tm ,Ho激光器性能的影响。     

激光二极管抽运(Tm,Ho):YLF激光器光谱特性实验分析

Ho：YLF晶体的^5I7和^5I8斯塔克能级分裂数较多。形成2047～2070nm宽的增益谱带,对于可调谐2μm激光及宽带激光放大器研究具有重要意义。理论上分析了(Tm,Ho)：YLF晶体的能级结构。并对晶体掺杂浓度和长度进行了优化。实验研究了激光二极管抽运微片Tm(原子数分数0．06)．Ho(原子数分数0．004)：YLF激光谱线可调谐特性。调谐范围2．0656～2．0671μm。利用(Tm,Ho)：YLF晶体的宽增益谱特性．将其作为激光二极管抽运激光放大器。成功地将2．048μm(Tm,Ho)：GdVO1激光功率放大了2．5倍。实验上测量了(Tm,Ho)：YLF晶体在强抽运条件下480～492nm及530～550nm可见波段的上转换蓝绿光荧光谱。     

端面抽运Tm,Ho:YLF激光器热转换系数及热透镜效应的研究

根据激光二极管纵向抽运Tm,Ho:YLF激光器的能级跃迁和能量传递过程，在考虑能量传递上转换和基态重吸收的前提下，建立了准三能级速率方程理论模型.给出了Tm,Ho:YLF激光器的热转换系数的解析表达式，讨论了抽运光斑半径与激光束腰半径的比值对热转换系数的影响.实验上得到了热焦距随抽运功率的变化关系，并将其与理论结果进行了对比，发现符合较好. 关键词： Tm Ho:YLF晶体 能量传递上转换 速率方程 热转换系数     

激光二极管抽运(Tm,Ho)∶YLF激光器光谱特性实验分析

Ho∶YLF晶体的5I7和5I8斯塔克能级分裂数较多,形成2047~2070nm宽的增益谱带,对于可调谐2μm激光及宽带激光放大器研究具有重要意义。理论上分析了(Tm,Ho)∶YLF晶体的能级结构,并对晶体掺杂浓度和长度进行了优化。实验研究了激光二极管抽运微片Tm(原子数分数0.06),Ho(原子数分数0.004)∶YLF激光谱线可调谐特性,调谐范围2.0656~2.0671μm。利用(Tm,Ho)∶YLF晶体的宽增益谱特性,将其作为激光二极管抽运激光放大器,成功地将2.048μm(Tm,Ho)∶GdVO4激光功率放大了2.5倍。实验上测量了(Tm,Ho)∶YLF晶体在强抽运条件下480~492nm及530~550nm可见波段的上转换蓝绿光荧光谱。     

端面抽运Tm，Ho∶YLF连续激光器的参数优化与实验研究

研究了激光二极管端面抽运Tm,Ho∶YLF连续激光器的输出特性,并对激光器的参数进行了优化.在考虑能量传递上转换的前提下,通过准三能级速率方程推导出了连续抽运Tm,Ho∶YLF激光器输出功率与抽运功率关系的表达式.对激光晶体的粒子掺杂浓度、晶体长度、激光束腰半径与抽运光束腰半径比值以及输出镜透过率等激光器参数进行了优化.实验上得到了激光输出功率随抽运功率的变化关系,并将其与理论结果进行了比较,发现比较吻合,从而验证了理论模型的合理性. 关键词： Tm Ho∶YLF晶体 速率方程 能量传递上转换 参数优化     

(Tm,Ho):YLF微片激光器的实验研究

报道了一台连续792 nm Ti:Al2O3激光器纵向抽运的(Tm,Ho):YLF微片激光器.在室温条件下,当抽运功率为680 mW时,激光器在2.06 μm波长的输出功率达到90 mW.激光器阈值为380 mW,光光转换效率为13%,斜率效率为26%.     

Bistable performances of diode-end-pumped quasi-three-level Tm,Ho:YLF lasers

The performances of continuous wave, quasi-three-level Tm,Ho:YLF lasers emitting near 2.06 μm with single- and dual-end-pumped configurations are reported. Bistability is observed for single-end pumping but is absent for dual-end pumping. The width of the bistability region and the jump power at the turning point are shown to be functions of both the cavity length and output coupler transmission.     

LD-pumped actively Q-switched Tm,Ho:YLF laser at room temperature

We have investigated acoustic-optical Q-switched Tm,Ho:YLF laser end-pumped by a laser-diode. At room temperature, a 2.067 μm wavelength pulsed output is realized. Average output power, single pulse energy and pulse-width are measured at different incident pump powers and pulse repetition frequencies. When the incident pump power is 2.8 W, a maximum average output power of 189 mW is obtained at the repetition frequency of 9 kHz, and this corresponds to an optical conversion efficiency of 6.8%. The maximum single pulse energy of 65μJ, the shortest pulse-width with full-width at half-maximum (FWHM) of 138 ns and the maximum peak power of 470 W are obtained at the pulse repetition frequency of 1 kHz.     

能量传递上转换对Tm，Ho:YLF激光器阈值的影响

根据激光二极管纵向抽运Tm，Ho：YLF激光器的能级跃迁和能量传递过程，在考虑能量传递上转换的情况下，建立了准三能级阈值速率方程，得出了激光器阈值的解析解.给出了阈值与激光器设计参数的关系，并分析了能量传递上转换对激光器设计参数的依赖关系.实验上得到了不同输出耦合透过率下的激光阈值，验证了理论的合理性. 关键词： 二极管抽运 Tm Ho：YLF晶体 能量传递上转换 速率方程 阈值     

Theoretical and experimental study of a single frequency Tm,Ho:YLF laser

We present a theoretical and experimental analysis of a diode-pumped single frequency Tm,Ho:YLF laser. A new model for a diode-pumped Tm,Ho:YLF quasi-three-level laser is described. The influence of energy-transfer up-conversion (ETU) and ground-state re-absorption (GSA) has been taken into account. When the incident pump power is 2.8 W, a maximum single frequency output power of 118 mW is obtained from the Tm,Ho:YLF laser at room temperature. The line narrowing elements used are two solid etalons. The single frequency laser can be used as a seed laser for either a larger oscillator or an amplifier. The theoretical results are in good agreement with experimental data.     

能量传递上转换对Tm，Ho：YLF调Q激光器上能级寿命的影响

根据激光二极管纵向抽运Tm,Ho：YLF激光器的能级跃迁和能量传递过程，在考虑能量传递上转换(ETU)的情况下，建立了Tm,Ho：YLF主动调Q激光器的准三能级速率方程，得出了激光单脉冲能量的解析表达式.在理论上指出，能量传递上转换不但减小了输出单脉冲能量，而且严重减小了激光上能级寿命.实验上给出了在固定抽运功率下，单脉冲能量随重复频率的变化关系，验证了理论所指出的能量传递上转换减小了激光上能级寿命. 关键词： 二极管抽运 Tm Ho：YLF晶体 能量传递上转换 速率方程     

Room temperature 2 μm Tm,Ho : YLF laser

We present the results obtained with a Tm,Ho : YLF crystal, grown in the new crystals growth facility realized in the Dipartimento di Fisica of the Università di Pisa. The 2 μm laser performance has been studied for three different pump sources, a Ti : Sapphire, a diode—tuned at 792.7 nm—and a Co : MgF₂ laser, tuned at 1.682 μm.