1.15 kW连续波全固态Nd:YAG激光器

研制了五组双线二极管列阵侧面泵浦Nd: YAG棒的高效率、高功率激光头。将一块90° 石英旋光片插入两个这样的激光头中间并置入热近非稳对称平平腔，产生了1157 W高光束质量（M2 ~ 39）1064 nm连续波输出，据我们所知，这是侧面泵浦双棒Nd: YAG激光器产生的最高功率。     

LD泵浦Nd∶LuVO4/Cr4+∶YAG被动调Q激光器

采用大功率半导体激光器端面泵浦Nd∶LuVO4晶体，利用Cr4+∶YAG晶体作为可饱和吸收元件，实现了1.06 μm激光的被动调Q运转.在泵浦功率为19.1 W时，获得最高平均输出功率为4.58 W，脉冲宽度为84 ns，单脉冲能量为36.6 μJ以及峰值功率为436.2 W的激光脉冲.     

角锥棱镜腔Nd:YAG/Cr4+:YAG被动锁模激光器的研究

理论分析并数值模拟了腔内光强随角锥棱镜旋转的变化,实验证明在角锥棱镜腔Nd:YAG/Cr4 :YAG被动锁模激光器中,偏振耦合输出得到了锁模深度和锁模几率近乎100%的线偏振被动锁模脉冲输出.通过旋转角锥棱镜改变偏振耦合输出、调节腔内光强,可以得到被动锁模和被动调Q两种状态的脉冲输出,脉冲能量166.5 mJ/pulse,脉冲动静比高达59.7%.     

激光二极管抽运Cr4+:Nd3+:YAG自锁模自调Q激光器

采用光纤耦合半导体激光抽运,实现了Cr4+:Nd3+:YAG自锁模自调Q激光器1.06üm激光输出.当抽运功率超过阈值2.83 W时,激光器便运转在调Q锁模状态,其锁模调制深度达到80%以上.当抽运功率最大为5.72 W时,平均输出功率为233 mW,相应调Q包络的单脉冲能量为16.5üJ,调Q包络的脉冲宽度大约为120 ns.调Q包络中锁模脉冲之间的间隔为2.8 ns,这与光子在谐振腔内的往返时间相一致,对应的重复率为357 MHz,锁模脉冲宽度估计为560 ps.利用双曲正割函数,考虑腔内光子数密度的空间高斯分布、增益介质的受激辐射寿命和饱和吸收体的激发态寿命对激光特性的影响,建立了描述Cr4+:Nd3+:YAG晶体自调Q自锁模动力学过程的速率方程组.数值求解该方程组,与实验结果符合较好.     

激光二极管侧面泵浦的高效率Nd：YAG激光器

用准连续激光二极管列阵侧面泵浦Ｎｄ：ＹＡＧ固体激光器，获得３９．５ｍＪ的静态输出，器件重复频率为５０Ｈｚ，效率最高达３９．５％，对该器件进行了细致的实验研究，验证了理论计算的正确性，并对实验结果进行了分析。     

Cr4+:YAG被动调Q激光器输出特性

采用理论与实验相结合的方法研究了激光二极管阵列泵浦的Cr4+:YAG被动调Q Nd:YAG激光器的输出特性.重点分析了调Q晶体小信号透过率和反射镜的反射率对激光器的输出能量、脉冲宽度的影响.对数值模拟结果进行了实验验证,数值计算与实验结果基本一致.研究结果表明,在特定的激光晶体参数下,Cr4+:YAG被动调Q激光器的输出能量与脉冲宽度由调Q晶体的小信号透过率和输出镜的反射率决定:输出能量随着小信号透过率增加而减小,对应于一个调Q晶体透过率,有一个最佳反射率使输出能量最大;脉冲宽度随着初始透过率与反射率的增大而增大.     

LD泵浦Cr4+∶YAG被动调Q锁模Nd∶Gd0.42Y0.58VO4激光器

理论和实验研究了LD泵浦Nd∶Gd0.42Y0.58VO4/Cr4+∶YAG被动调Q锁模激光器.在分析Cr4+∶YAG晶体能级结构和调Q锁模物理过程的基础上,通过数值模拟给出了Cr4+∶YAG调Q锁模的参量要求,然后进行了实验验证.实验中Cr4+∶YAG的初始透过率T0分别为86.3%、95%,输出镜的透过率T分别为10%、20%,在其他条件不变的情况下构成四种不同的组合,均实现了激光器的调Q锁模运转.实验结果表明,降低Cr4+∶YAG的初始透过率T0或提高输出镜透过率T有利于获得较好的锁模效果,与理论分析一致.     

LD泵浦Nd:YAG/LBO结构660 nm红光激光器

采用国产LD泵浦Nd:YAG晶体,通过谐振腔镜的膜系选择获得了Nd³⁺离子中波长为1319 nm的受激辐射振荡,首次用I类临界位相匹配LBO进行腔内倍频,实现了660 nm红色激光的高效倍频输出.当泵浦注入功率为800 mW时,660 nm激光基横模(TEM₀₀)输出功率为46 mW,光光转换效率高达5.75%.     

Cr4+∶YAG固体激光器效率的理论分析

对Cr4+∶YAG固体激光器的吸收效率、量子效率、储存效率和提取效率等本征效率进行了分析.Cr4+∶YAG晶体的吸收截面、发射截面、上能级寿命和激活离子浓度等对激光器的本征效率有很大的影响.提高Cr4+∶YAG晶体的光学品质和激活离子的掺杂浓度,优化泵浦源的运转波长和激光腔的设计都能显著改善Cr4+∶YAG固体激光器的本征效率.     

激光二极管端面连续抽运的Cr4+∶Nd3+∶YAG微片激光器输出特性研究

报道了腔长为 1.1mm的激光二极管端面抽运的Cr4 +∶Nd3 +∶YAG自调Q微片激光器 ,连续抽运下获得了平均功率为 5～ 18mW、重复频率为 1～ 10kHz的稳定的调Q激光脉冲输出序列。并且对微片激光器的调Q输出激光的单脉冲特性参量、重复频率以及抽运阈值功率等进行了理论研究 ,计算结果和实验结果比较吻合。     

高温LDAs泵浦紧凑型Nd:YAG激光器

设计了一套紧凑型高温激光二极管阵列端面泵浦电光调Q Nd∶YAG激光器。为使激光器整体结构紧凑,以高温激光二极管阵列作为泵源以有效地降低Nd∶YAG激光器散热压力。利用Ansys软件对高温激光二极管阵列工作时的温度场进行模拟。使用基于K9玻璃材质的导光锥将泵浦光耦合进Nd∶YAG晶体内。利用Traceproc软件模拟了导光锥前后端面的光场分布。采用5mm×5mm×40mm、掺杂浓度为1.0at。%的Nd∶YAG晶体作为增益介质,利用Ansys软件对200μs,250μs泵浦脉宽条件下的晶体内部温度场分布进行模拟并计算了激光器工作时的热透镜焦距。结果表明,本文设计的紧凑型激光器可以实现稳定的脉冲激光输出。在重复频率20Hz,泵浦源电压脉冲宽度250μs、300μs条件下,获得了单脉冲能量44.1mJ和50.2mJ的单脉冲输出,对应脉冲宽度分别为18.3ns和21.3ns,斜效率为12.35%和12.24%.     

自锁模Cr4+∶YAG激光器的色散补偿研究

从棱镜对补偿色散的原理出发,介绍了Cr4+∶ YAG锁模激光器中色散补偿的特点,发现熔融石英作为色散补偿元件,不仅可以完全补偿二阶色散,而且三阶色散也得到了一定的补偿,并得到了脉冲宽度最小为65 fs,中心波长为1520 nm,重复频率为120 MHz的脉冲序列.     

LD抽运Cr4+∶YAG高重复率被动调Q Nd∶YVO4激光器

采用Cr4+∶YAG晶体作为可饱和吸收体，实现连续激光二极管（LD）端面抽运的Nd∶YVO4激光器的高重复率被动调Q.在注入抽运功率为8.8 W时，得到重复频率23.8 kHz、平均功率1.21 W的调Q脉冲序列；每个脉冲能量为51 μJ、脉宽为25 ns、峰值功率达到2.03 kW.实验上研究了脉冲重复频率、平均输出功率、脉冲宽度、单脉冲能量与抽运功率、输出镜透过率的关系.实验结果表明，当抽运功率较大时，脉冲重复频率和输出平均功率随着抽运功率的增加而减小，对此进行了合理的理论解释.     

波长可调谐取样光纤光栅激光器的输出特性研究

建立了具有两个取样周期略有不同的取样光纤光栅反射镜的Vernier波长调谐机制的光纤分布布拉格反射式激光器的数值仿真模型,对激光器的输出特性进行了分析. 研究了激光器输出特性随着激光器前后光栅反射镜波长以及前后光栅反射镜反射率的变化关系. 提出了对两取样光栅反射率的优化配置方案,可以使输出激光的边模抑制比有所提高;同时对波长调节方式也进行了探讨;进行了实验研究. 关键词： 取样光纤光栅 光纤激光器 波长可调谐激光器     

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     

钛宝石激光器端面抽运Nd:YAG陶瓷激光器热沉积理论和实验研究

通过热沉积系数研究在激光提取条件下掺杂原子分数为1.0%的Nd:YAG陶瓷激光器中热沉积问题.热沉积系数定义为热沉积功率与激光器输出功率之比.在理论分析基础上，通过测量激光器斜率效率来间接测定热沉积系数，实验测定的热沉积系数值为0.63.建立激光提取条件下Nd:YAG陶瓷发热模型，讨论了影响热沉积系数的主要因素.结果表明：热沉积系数对Nd:YAG陶瓷的辐射量子效率、交叠效率以及激光提取效率的变化非常敏感.为有效减少介质内热沉积，在激光器优化设计中交叠效率和激光提取效率是需要着重考虑的参数.所得结果可为进一步研究陶瓷激光器中热效应提供参考. 关键词： 热沉积 Nd:YAG陶瓷 固体激光器     

LD列阵泵浦Nd:YAG连续激光器

介绍了一种二极管侧面泵浦的Nd:YAG连续激光器，采用了简单，实用的侧面泵浦结构，获得了37．9W的连续1064nm的激光多模输出，斜效率为31．5％，光准效率为23．7％，文中还对该泵浦头的热透镜效应作了测试。     

450W二极管泵浦Nd：YAG薄片激光器

二极管泵浦高平均功率固体激光器在工业、科研和军事等领域具有非常广泛的应用。光学泵浦将在固体激光介质里产生废热并引起介质温度升高。激光器的连续运转要求实时冷却以消除废热。由于固体激光介质的热导率通常较低，因此在激光介质内部和冷却表面之间将产生显著的温度梯度，这就导致了折射率梯度、机械应力和退偏等效应，进而降低光束质量，减小输出功率，甚至造成介质的断裂。这些效应是固体激光器向高平均功率定标的最大挑战。采用薄片激光介质是解决这一问题的有效手段之一。     

体布拉格光栅外腔半导体激光器光谱特性研究

用体布拉格光栅(VBG)作为反馈元件与瓦级半导体激光器(LD)以及快轴准直柱透镜构成一个可以将半导体激光器的工作波长稳定在体布拉格光栅布拉格波长处的外腔激光器。测量了体布拉格光栅外腔激光器的波长稳定性与其工作电流、热汇温度、激光束准直装置等因素的关系。分析了波长稳定效果与半导体激光器增益谱特性、外腔结构参量等因素的关系。研究表明,在相同的工作电流、热汇温度下,当准直柱透镜直径为0.4 mm时的波长稳定效果较好;在此情况下,当热汇温度控制在30℃,工作电流从0.5 A增加到1.5 A的测量范围内,以及当工作电流固定在1.5 A,热汇温度从20℃增加到35℃时,测得的光谱特性表明,半导体激光器的工作波长可以很好地稳定在体布拉格光栅的布拉格波长处。与该激光器在同样条件下自由运转的光谱比较,可以看到,自由运转激射波长与体布拉格光栅的布拉格波长差值小于2.6 nm情况下,可以获得很好的波长稳定效果。实验也表明,当该值大于4.8 nm时波长稳定效果变差。     

660 nm单一波长Nd:YAG陶瓷激光器

 针对陶瓷晶体1319 nm的谱线设计了适合的谐振腔腔镜膜系参量,采用激光二极管列阵侧向抽运掺杂1.1at%、Φ3×50 mm的Nd:YAG陶瓷,利用色散棱镜及KTP晶体Ⅱ类匹配腔内倍频,研制了一台660 nm单一波长输出的高重频Nd:YAG陶瓷红光激光器.根据陶瓷晶体的热透镜焦距设计了谐振腔的各个参量,在重复频率为1000 Hz、单脉冲抽运能量约144 mJ时,获得了3.9 mJ的660 nm脉冲激光输出,总的光-光转换效率为2.71%.为进一步研究大功率、高效率的陶瓷红光激光器奠定了基础.