高效率多程折叠Nd∶YVO_4激光放大器

采用具有近共焦、非稳腔特点的多程折叠光路结构,使激光光束多次通过增益介质,实现了高提取效率的激光放大器。实验中在注入22W种子激光的条件下,以43.9%的提取效率得到了63W的激光输出,斜效率超过52%,激光放大器的输出光束质量从种子激光的M2X=2.08,M2Y=1.92变为M2X=2.84,M2Y=1.79。     

包层泵浦的高功率掺铥光纤激光器

研究了一种输出功率高且光束质量好的包层泵浦的掺铥光纤激光器.当泵浦功率达到30 W时,该掺铥光纤激光器产生的最大输出功率是6.1 W,且波长在2 μm左右,斜率效率达到55.6%,产生激光的阈值是2.2 W.当输出功率为3.3 W时,测得光束质量M2X和M2Y分别为1.26和1.32.     

单频环形腔Nd:YVO_4激光器实验研究

采用"8"字结构环形谐振腔,进行了连续激光二极管单端泵浦Nd:YVO4激光器的实验研究。在室温下当泵浦功率为25.4W时,获得稳定1064nm单频激光输出功率为7.7W,光-光转换效率30.3%;光束质量为M2X=1.15和M2Y=1.18;3h功率不稳定度优于1%。     

少模光纤放大器中的准静态模式不稳定实验研究

模式不稳定发现于2010年,是影响高功率光纤激光器功率提升的重要限制因素.当前模式不稳定主要有两类,一类是动态模式不稳定,一类是准静态模式不稳定.本文研究了纤芯/内包层直径为25μm/400μm掺镱双包层光纤后向抽运放大器中的模式不稳定效应.通过对功率、光束质量和时域数据的分析,发现在该放大器中出现了准静态模式不稳定的现象,随着抽运功率的增加,放大器输出光束质量逐步退化,而时域上没有发现明显的动态模式不稳定特性.实验上对不同种子功率下放大器的输出特性进行研究,结果表明,通过提高种子激光功率可以较为有效地提高模式不稳定阈值,在种子功率为528 W时,当输出功率大于3000 W,输出激光效率没有明显下降.     

高功率高光束质量带内泵浦皮秒放大激光系统

利用片状Nd:YVO4晶体为增益介质,研究了部分端面泵浦板条带内泵浦皮秒放大激光系统。发展了部分端面泵浦板条放大器的模式匹配方式,充分结合了带内泵浦和部分端面泵浦板条放大器二者的优势,最终实现了平均功率60.7W、脉冲宽度16.8ps、重复频率20MHz的皮秒激光放大输出,光-光转换效率达到25.3%,当放大输出功率50 W时,光束质量因子(M2)为1.55。     

用于汤姆孙散射诊断的高重频高光束质量焦耳级Nd:YAG纳秒激光器

基于激光二极管抽运棒状放大器和板条放大器相结合的方式,研制了一台应用于汤姆孙散射诊断的高重复频率、高光束质量焦耳级的Nd:YAG纳秒激光器.激光器采用主振荡功率放大的结构,主要包括单纵模种子、预放大单元和能量提取单元三部分.为了获得高光束质量的激光输出,采用相位共轭技术对激光光束畸变进行补偿.在重复频率200 Hz,单纵模种子注入单脉冲能量8.23μJ的条件下,获得了1.85)的能量输出.输出激光的脉冲宽度为5.36 ns,远场光斑为1.72倍衍射极限,能量稳定性(RMS)为1.3%.     

高功率掺铥光纤激光器及其在生物组织切割中的应用

搭建了一个连续波高功率掺铥光纤激光器,并进行了生物组织切割研究。利用自制光纤光栅搭建了线形腔掺铥光纤激光种子源,种子源输出波长为1 941.10 nm,光信噪比为75 dB,50 min内的波长抖动和功率抖动分别小于0.04 nm和0.265 dB,斜率效率和最大输出功率分别为5.6%和186 mW。基于主振荡功率放大结构,分别搭建了前置光放大器和主光放大器,两放大器的斜率效率分别为14.3%和35.86%,经过两级放大后得到21.9 W的激光输出。利用经光束整形后的激光光束进行了生物组织切割实验。设计了多组实验观察该激光器在不同功率和移动速度情况下,切割深度的变化情况。实验表明该掺铥光纤激光器具有良好的切割作用,在生物医学领域具有应用潜力。     

高功率掺铥光纤激光器及其在生物组织切割中的应用EI北大核心CSCD

搭建了一个连续波高功率掺铥光纤激光器,并进行了生物组织切割研究。利用自制光纤光栅搭建了线形腔掺铥光纤激光种子源,种子源输出波长为1941.10 nm,光信噪比为75 dB,50 min内的波长抖动和功率抖动分别小于0.04 nm和0.265 dB,斜率效率和最大输出功率分别为5.6%和186 mW。基于主振荡功率放大结构,分别搭建了前置光放大器和主光放大器,两放大器的斜率效率分别为14.3%和35.86%,经过两级放大后得到21.9 W的激光输出。利用经光束整形后的激光光束进行了生物组织切割实验。设计了多组实验观察该激光器在不同功率和移动速度情况下,切割深度的变化情况。实验表明该掺铥光纤激光器具有良好的切割作用,在生物医学领域具有应用潜力。     

基于MOPA结构的1120nm掺Yb光纤放大器

基于主振荡功率放大器,采用1120nm光纤激光器作为种子激光,将其注入20m大模场面积单模双包层掺Yb光纤放大器,并用976nm半导体激光器泵浦实现了1 120nm信号光输出.实验中将注入种子激光功率预设为10mW,当半导体激光器泵浦功率增大至1.5 W时,放大器系统开始输出1 120nm信号光.当泵浦功率低于3.4W时,信号光功率随泵浦功率缓慢增长,系统斜率效率较低;而当泵浦功率高于3.4W时,信号光功率随泵浦功率线性增长,斜率效率明显增大,达到48.5%.限于最大注入泵浦功率为6.8W,放大器输出最高1 120nm信号光功率为1.97W,总的光-光转化效率为29%.输出信号光中心波长为1 120.89nm,线宽为0.02nm,极好地保持了种子激光的特性.结合实验情况,利用双包层光纤放大器的稳态理论模型,采用有限差分方法模拟了放大器输出信号光功率随泵浦光功率的变化曲线,结果显示理论模拟所得变化趋势与实验结果吻合良好,系统将在泵浦功率达到200W左右时达到饱和状态,说明目前光纤放大器系统具有很大的功率提升空间.     

无水冷LD侧面泵浦Nd∶YAG固体激光放大器

通过对行波放大器储能及小信号增益进行理论计算,模拟出输出激光特性,即随着放大器泵浦电流的增加,放大器增益介质内储存能量和小信号增益系数快速增长,提取效率达到76%以上.输出能量随放大器泵浦电流的增加,呈线性增长趋势,在泵浦电流为80A时,输出光能量逐渐饱和,最大输出能量为798mJ.实验中,放大器入射光源采用脉冲能量为350mJ、重复频率为10Hz、脉宽为10ns的脉冲激光,放大器中的Nd∶YAG晶体棒尺寸为Φ7.5mm×134mm,Nd~(3+)的掺杂浓度为1.1%,泵浦功率最大24kW,使用三个最大功率为66 W的半导体制冷器进行半导体热电制冷,在重复频率为10Hz,泵浦电流为80A,泵浦脉冲宽度为200μs时,获得了最大脉冲能量为700mJ、脉冲宽度为10ns的激光输出,通过光束质量诊断仪M-200S测得输出光束在水平和垂直两个方向的光束质量分别是7.9和12.4.     

LD抽运的折叠腔Nd∶YVO4/KTP倍频红光激光器

对LD端面抽运的Nd∶YVO₄/KTP腔内倍频激光器的三镜折叠腔结构进行优化设计,研究了总腔长、输入镜曲率半径和Nd∶YVO₄和KTP晶体的热效应对激光谐振腔的稳定区域、Nd∶YVO₄晶体内基模光束半径的影响。实验结果表明:该方法所得出的结论与理论相吻合。在实验中比较了折叠腔不同折叠角度的红光输出功率,并获得了最佳折叠角度为25°,其有效倍频效率为10.8%。最后使用基频光的偏振特性与KTP的相位匹配之间的关系对实验结果进行理论解释。     

High efficiency 165 W near-diffraction-limited Nd:YVO(4) slab oscillator pumped at 880 nm

We demonstrate a compact, efficient Nd:YVO(4) stable-unstable hybrid slab oscillator that was partially end pumped at 880 nm. A maximum output power of 165 W at 1064 nm was obtained with an optical-to-optical efficiency from absorbed pump power to laser output of up to 60% and a slope efficiency of up to 66%. The beam propagation factors M(2) were 1.7 in the stable direction and 1.4 in the unstable direction without sidelobes.     

半导体激光端泵腔内倍频Nd∶YVO4/LBO连续波8 W绿光激光器

利用两个半导体激光二极管,双端泵浦Nd∶YVO4晶体,LBO采用I类非临界相位匹配、腔内倍频.在28.9 W的泵浦功率下,获得了8 W连续波0.532 μm绿光输出,其光—光转换效率为27.7%.     

激光二极管泵浦高效Nd∶YVO_4／KTP腔内倍频激光器

报道了激光二极管泵浦的高转换效率Ｎｄ∶ＹＶＯ４／ＫＴＰ腔内倍频激光器。研究了泵浦光斑尺寸、谐振腔长、ＫＴＰ及Ｎｄ∶ＹＶＯ４的温度对输出绿光效率的影响。在输入泵浦功率为６６９ｍＷ时，获得绿光输出功率１５４ｍＷ，光－光转换效率达２３％。     

低温GaAs被动调Q锁模Nd:Gd0.42 Y0.58VO4 混晶激光器特性研究

采用低温生长GaAs晶体作为被动饱和吸收体兼输出镜,实现了Nd:Gd0.42Y0.58VO4混晶激光器的调Q锁模运转.研究了Nd:Gd0.42Y0.588VO4激光器的基频运转特性.在输出镜透射率T=10%、腔长L=40 mm的情况下,当抽运功率为8.6 W时,获得激光输出功率3.78 W,光-光转换效率为43.9%.并测量了Nd:Gd0.42Y0.58VO4混晶被动调Q激光器的输出特性.实验结果表明激光器调Q运转阈值为2 W,当抽运功率为3.7 W时,激光器出现调Q锁模行为;当抽运功率为8.6 W时,激光器调Q锁模深度达70%以上,对应的脉冲包络重复频率为670 kHz,半峰全宽为180 ns,平均输出功率为1.35 W,光-光转换效率为15.7%.     

大功率激光二极管抽运Nd：YVO4激光器的特性研究

通过对Ｎｄ：ＹＶＯ４晶体吸收特性的研究,对激光输出功率、斜效率与抽运动率的关系进行了理论分析,发现Ｎｄ：ＹＶＯ４激光器在磊功率激光二极管抽运的条件下,激光斜效率随抽运功率的增加而减小。实验表明,理论结果与实验符合得较好。选用２Ｎｄ＾３＋掺杂的原子数分数为０．５％、通光长度为５ｍｍ的Ｎｄ：ＹＶＯ４晶体,在抽运功率５Ｗ左右时,输功率为３Ｗ左右的,获得了７１．５％的激光斜效率。     

BIBO腔内和频593 nm激光器

采用激光二极管纵向泵浦Nd∶YVO4晶体,用一个线性平凹腔实现了1064 nm和1342 nm双波长连续波振荡,经BIBO腔内和频得到了593 nm的激光输出.当泵浦输入功率为1.4 W时593 nm激光输出功率为48.5 mW. 593 nm激光功率的均方根稳定性＜2.0%,光斑椭圆度为0.90,峰-峰值噪音小于0.5%.     

激光二极管直接耦合泵浦的高效率Nd：YVO4／KTP腔内倍频激光器

使激光二极管的发光光面紧贴Ｎｄ：ＹＶＯ４激光晶体，“面对面”直接耦合泵浦，采用ＫＴＰ晶体腔内倍频，在５０３ｍＷ的泵浦功率下，获得５３２ｎｍ基横模绿光输出约７３ｍＷ，光光总体转换效率为１４．５％。