高效新型自倍频Yb∶GdYAB激光器的理论和实验研究

通过研究自倍频现象的物理过程,理论推导了自倍频激光器输出功率的表达式,分析了影响自倍频激光器高效运转的具体参量.研究发现,除了晶体自身的性质外,在具体实验中晶体放置的位置、角度以及晶体的温度等,都不同程度地影响着自倍频激光器的输出功率.在此基础上,实现了LD端面泵浦的新型Yb∶GdYAB自倍频激光器运转,当晶体吸收功率为2.56 W时,获得了总功率为441 mW的自倍频绿光输出,从二极管到绿光的光-光转换效率达到了17.2%,并具有较好的功率稳定性和模式.     

连续激光二极管泵浦Nd：YVO4激光器的腔内倍频

报道连续激光二极管泵浦的Ｎｄ：ＹＶＯ４激光器的腔内倍频实验结果，比较了不同掺杂浓度的Ｎｄ：ＹＶＯ４晶体的倍频输出功率，最大绿光输出功率为２２．２ｍＷ，光－光转换效率为３．５％，此外，还研究了腔内倍频的输出涨落特性。     

激光二极管抽运Nd：YVO4／LBO腔内倍频5．3W连续波激光器

报道了激光二极管双向抽运Nd:YVO4晶体,LBO腔内倍频,最大输出功率为5．3W的连续波绿光激光器,采用LBO晶体Ⅰ类非临界相位匹配（NCPM）,温度调谐,当抽运光功率为20W时,获得了5．3W TEM00模532nm绿光输出,光－光转换效率达26．5％,并对绿光模式及输出功率随LBO晶体温度的变化关系进行了测量,与理论结果符合较好。     

紧凑的新型Yb:GdYAB自倍频激光器

报道了一种新型自倍频晶体Yb∶Gd0.2Y0.75(BO3)4(Yb∶GdYAB)在二极管激光器端面抽运条件下的连续光激光运转。为了实现紧凑的新型全固态激光器的激光运转,设计了一个平平谐振腔,两个镜子的分开距离仅为1 cm,在这种腔结构下,得到了中心波长为1044 nm的基频激光输出,当吸收抽运功率为4.22 W时,基频激光的最大输出功率为1.38 W,相应功率曲线最大斜效率为54%。为获得有效的自倍频激光输出,换用了平凹腔进行了自倍频实验。自倍频光运转阈值仅为900 mW,在吸收抽运功率为3.9 W的条件下,得到144 mW的自倍频绿色激光输出,获得从二极管激光器到绿光的直接光-光转换效率为3.7%。实验结果表明Yb∶GdYAB作为一种新型的自倍频晶体,对于紧凑的1μm波段的基频光和自倍频可见光激光器都有着很大的应用潜力。     

200 W双谐振腔组合单向输出准连续绿光激光器

研究了最大平均输出功率达206 W的高功率准连续绿光激光器.利用ABCD定律及高斯光束在腔内的自再现条件,分析了激光晶体热透镜效应及热致双折射效应对谐振腔稳定性和输出光束质量的影响.实验中将两个型号相同的LD侧面泵浦激光模块分别置于一个平-凹V型谐振腔和一个平-凹直腔内,形成两束稳定运转的1 064 nm基频光,经过声光Q开关和倍频晶体后,产生两束倍频光,均到达平面折叠镜,最终由平面折叠镜单向重叠输出.当激光模块的泵浦电流为50 A,声光调Q的重复频率为22.4 kHz时,最大平均输出功率为206 W,最大单脉冲能量为9.2 mJ,脉冲宽度为201 ns,峰值功率为45.8 kW的532 nm绿光输出,倍频效率达到60.2%.激光器2 h工作的功率不稳定度优于2.5%.     

基于Nd:YAG/Cr:YAG/YAG键合晶体LD侧面泵浦激光器

利用Nd∶YAG/Cr∶YAG/YAG键合晶体,建立了具有高平均输出功率的LD侧面泵浦被动调Q激光器系统.当Cr∶YAG的初始透过率为85%、最大泵浦光功率为187.5 W时,1 064nm激光的平均输出功率为83.68W.通过KTP晶体进行倍频,在最大泵浦光功率下,产生了27.2W532nm绿光激光脉冲,同时脉冲宽度和重复频率分别为210ns和21.2kHz;绿光单脉冲能量和峰值功率分别为1.28mJ和6.1kW;泵浦光(808nm)到倍频光(532nm)的光-光效率为14.5%.     

激光二极管抽运Nd∶YVO4/LBO腔内倍频5.3 W连续波激光器

报道了激光二极管双向抽运Nd∶YVO4 晶体、LBO腔内倍频、最大输出功率为 5 .3W的连续波绿光激光器。采用LBO晶体Ⅰ类非临界相位匹配 (NCPM) ,温度调谐 ,当抽运光功率为 2 0W时 ,获得了 5 .3WTEM0 0 模 5 32nm绿光输出 ,光光转换效率达 2 6 .5 %。并对绿光模式及输出功率随LBO晶体温度的变化关系进行了测量 ,与理论结果符合较好。     

氙灯泵浦的NYAB晶体调Q激光运转特性及实验研究

首次报道了氙灯泵浦的自激活自倍频NYAB复合功能晶体的BDN染料片调Q运转,获得了自倍频绿光单脉冲.测量了不同L和T_o情况下的绿光脉冲的能量、脉宽和峰值功率.文中还从理论上推导了自激活自倍频晶体调Q激光器的方程组.数值求解方程组,所得的理论数据与实验结果很好地相符.最后,讨论了进一步提高绿光脉冲峰值功率的途径.     

基于半导体泵浦倍频绿光激光器的探究性实验设计

为探究在谐振腔中倍频晶体位置对绿光激光器输出功率的影响，利用半导体泵浦固体激光实验仪设计了腔内和腔外倍频绿光的探究性实验。分析了绿光倍频效率与基频光束的功率密度及光斑半径之间的关系，分别测量了磷酸钛氧钾(KTP)倍频晶体位于谐振腔內部和外部不同位置时，532 nm倍频绿光的输出功率。其中在腔外倍频实验中，分别设计了腔外不加透镜时KTP晶体位于腔外不同位置，以及加上透镜时KTP晶体位于聚焦位置两种实验方案。同时，在实验中引导学生利用谐振腔理论和高斯光束传输理论等激光原理计算1 064 nm基频光在腔内外不同位置的光斑半径，分析了KTP晶体在不同位置时532 nm倍频光输出功率出现差别的原因，以及利用透镜聚焦提高激光功率密度以达到提高倍频效率的方法。     

高稳定LD泵浦腔内倍频Nd∶YVO4/KTP连续绿光激光器

设计出一种能够较好地补偿激光晶体热效应的激光谐振腔,实现了高稳定LD单端泵浦KTP腔内倍频Nd∶YVO4连续绿光激光器·当晶体吸收的泵浦功率为24.56W时,532nm激光功率达到5.3W,光-光转换效率达到21.6%,激光模式为TEM00模·在输出功率5W左右时,激光器1h功率不稳定度优于0.6%·     

高稳定LD泵浦腔内倍频Nd∶YVO4/KTP连续绿光激光器

设计出一种能够较好地补偿激光晶体热效应的激光谐振腔，实现了高稳定LD单端泵浦KTP腔内倍频Nd∶YVO₄连续绿光激光器.当晶体吸收的泵浦功率为24.56 W时，532 nm激光功率达到5.3 W，光-光转换效率达到21.6％，激光模式为TEM00模.在输出功率5W左右时，激光器1 h功率不稳定度优于0.6％     

半整块外腔谐振倍频稳频MgO：LiNbO3激光器

报道了,用高功率LD泵浦的全固化单频稳频Nd:YVO4激光器作为泵浦源的外腔谐振倍频绿光激光器,倍频腔采用半整块腔型,倍频晶体为MgO:LiNbO3,当倍频腔前的基频光功率为1W时,得到最高绿光输出为500mW,倍频转换效率为50％,在锁定情况下,倍频腔的功率波动小于2％,频率稳定性优于500KHz。     

高功率全固态绿光激光技术研究进展

 报道了高功率全固态腔内和腔外倍频两种绿光激光器研究进展。腔内倍频绿光激光器采用L型腔双棒串接结构,在重复频率10 kHz时,用三硼酸锂晶体倍频获得绿光功率186 W,光-光效率达15.8%。腔外倍频绿光激光器采用主振荡和功率放大器,在重复频率400 Hz时,获得基频激光单脉冲能量1.2 J,采用Ⅱ类相位匹配KTP晶体腔外倍频,获得525 mJ的绿光输出,倍频效率为43.7%。采用偏振合成技术获得了单脉冲能量大于1 J的绿光输出。在该激光放大器实验装置上,进行了双模块热效应补偿技术和受激布里渊散射相位共轭技术实验研究,改善了激光光束质量。     

全固态高功率连续单横模Nd:YVO4/LBO绿光激光器

报道了激光二极管泵浦的高功率连续单横模绿光激光器。考虑到激光晶体因吸收泵浦光而产生的热透镜效应,我们选择低掺杂浓度Nd:YVO4激光晶体,设计了V字型热不灵敏折叠式驻波谐振腔,利用I类非临界相位匹配LBO非线性晶体,当泵浦功率为23 W时,得到7 W单横模532 nm绿光输出功率,光-光转化效率为33%,长期功率稳定性优于1.6%(自由运转3小时)。     

高效率Nd:YVO4/LBO临界相位匹配脉冲绿光激光器

报道了一种利用激光二极管（LD）端面泵浦Nd:YVO4晶体,声光调Q,LBO临界相位匹配腔内倍频的高效率、小体积、风冷绿光激光器。分析了不同偏振光泵浦的情况下,激光晶体对泵浦光的吸收特性。由分析得出,采用部分偏振光泵浦,可以提高激光晶体对泵浦光吸收均匀性,改善基波畸变,获得高转换效率激光输出。实验中,在泵浦光功率为33 W、声光调Q重复频率为20 kHz时,得到脉宽为23.96 ns、平均功率为15 W的1064 nm基频光输出。经倍频后,得到平均功率为11.2 W的绿光输出,倍频效率为74.6%,总体光-光转换效率为34%。在输出功率为10 W时,测得1 h内输出功率不稳定度为0.512 2%,水平方向和竖直方向的光束质量因子M2分别为1.2和1.1。     

光抽运垂直扩展腔面发射激光器腔内倍频理论研究

建立了计入光波在非线性晶体中走离和相位失配情况下的光泵面发射激光器腔内倍频的速率方程理论模型,采用循环数值逼近的方法对该速率方程进行求解.以BBO,LBO,PPLN等非线性晶体为例,研究了晶体长度以及抽运功率等因素对倍频输出功率的影响,模拟结果与实验结果符合得较好. 关键词： 光抽运 垂直扩展腔面发射激光器 腔内倍频 数值模拟     

激光自倍频晶体研究和应用进展

激光自倍频晶体是一类同时具有激光和非线性效应的复合功能晶体。以激光自倍频晶体制作的全固态激光器具有体积小,调整方便,稳定性高等优点。自1970年代以来,以LiNbO3,YAl3(BO3)4倍频晶体为基质的激光自倍频晶体实现了自倍频激光运转。近年来,以RECa4O(BO3)3(RECOB)为基质的激光自倍频晶体受到重视和广泛研究。本文从对激光晶体、非线性光学晶体及激光自倍频晶体的基本要求出发,在综述激光自倍频晶体研究历史的基础上,讨论了激光自倍频晶体中的基波和倍频光,探讨了NYAB和Nd:GdCOB一类晶体中晶体长度,Nd3+浓度和效率之间的关系。理论估算表明,当浓度适当,晶体长度10mm时,这两类晶体的光–光转换效率可达30%以上。本文总结了NYAB系列晶体的研究历程及RECOB系列激光自倍频研究的思路及取得的成果。在最近10年中,利用山东大学生长的Yb:YAB晶体,获得1.1 W自倍频绿光,光光转换效率为10%;在RECOB体系中,比较了各种晶体的特点,选定Nd:GdCOB为主要研究对象,经过晶体掺钕浓度和长度关系,位相匹配方向、膜系及热工程等多方面研究,获得了1.36 W的545 nm绿光输出,光–光转换效率为17.1%;输出功率为1.03 W时,半小时功率波动不超过1%。这是目前为止,Nd3+离子激光自倍频晶体的最好结果。文章最后介绍了激光自倍频晶体的可能应用。通过理论和实验分析,认为到目前为止Nd:GdCOB是以Nd3+为激活离子最后的激光自倍频晶体,而在Yb3+为激活离子时,Yb:YAB晶体最佳。     

利用周期性极化KTP外腔谐振倍频过程实现明亮振幅压缩光

利用自制的单频连续Nd:YVO4激光器输出的1064 nm激光作为抽运源,通过周期性极化KTP晶体外腔倍频过程实现了倍频绿光的正交振幅压缩,并研究了绿光压缩度对抽运光功率的依赖关系,当抽运光功率为59 mW时,实验中观察到压缩度为0.6 dB(考虑到探测效率,实际压缩度为1.1 dB)的明亮绿光振幅压缩光,实验结果与理论预测基本一致。     

LD抽运的Nd:YAG陶瓷/KTP绿光激光器

报道了一种LD端面抽运Nd:YAG陶瓷、KTP腔内倍频的全固态连续波绿光激光器.当抽运功率为21.6 W时,1064 nm基频输出达到11.3 W,光—光转换效率为52.3%.采用Ⅱ类切割的KTP晶体作为腔内倍频介质,在直腔结构下获得了最大功率为1.86 W的532　nm绿光输出,光—光转换效率为7%.输出光斑具有高斯型强度分布,1 W输出时的M²因子约为1.7. 关键词： 全固态绿光激光器 Nd:YAG陶瓷 KTP倍频 直腔     

LD泵浦Nd∶YVO_4/KTP/BBO紫外激光器

本文报道在国内首次实现的ＬＤ泵浦的四倍频连续紫外激光器的实验结果．首先研究了ＬＤ泵浦的Ｎｄ∶ＹＶＯ４激光器,在普通平－平腔结构下,得到斜效率５５．６８％,激光输出波长１０６４ｎｍ;利用ＫＴＰ作为倍频晶体,实现腔内倍频,在泵浦功率１１．８５Ｗ时得到绿光（５３２ｎｍ）输出１．３５Ｗ,光－光转换效率１１％;用ＢＢＯ晶体进行外腔谐振倍频,得到紫外光（２６６ｎｍ）输出