大口径KDP晶体高效率倍频的实验研究

本文介绍了利用直径为50mm、Ⅱ类匹配的KDP晶体进行单块晶体倍频和双块晶体串接倍频的实验结果。输入基频激光功率密度分别为2.8GW/cm~2和2.2GW/cm~2时,单块与双块晶体倍频能量转换效率分别为70％和67％。并对实验结果进行了讨论。     

大口径快速生长KDP晶体三倍频性能研究

主要研究大口径KDP晶体的高强度三倍频性能。采用正交偏振干涉法测量了晶体的光轴均匀性分布,并在神光III原型装置上利用快速生长二倍频晶体开展了高强度三倍频实验,验证了折射率均匀性分布对三倍频效率和近场的影响。实验结果表明,大口径快速生长KDP晶体的三倍频性能基本上满足神光III装置的要求,但快速生长晶体的受激拉曼散射增益系数和激光损伤阈值等性能仍有待进一步考核。     

KDP晶体高效二倍频理论计算

根据三波耦合方程研究了基波功率密度晶体长度，相位匹配类型，相位失配角，离散角等因素对ＫＤＰ晶体倍频转换效率的影响。给出了不同长度ＫＤＰ晶体Ⅱ类相位匹配的理论计算曲线，由此选择最佳条件进行实验，获得了８０％的倍频转换效率。     

KDP晶体高效二倍频实验

本文报导了关于ＫＤＰ晶体Ⅱ类相位匹配的实验研究。用Ⅱ类匹配的ＫＤＰ晶体对功率密度４ＧＷ／ｃｍ２的钕玻璃激光，以偏振方向与晶体Ｏ轴夹角４５°，３５．３°的情况进行实验，分别获得７９．５４％，６４．０６％的倍频转换效率。并对倍频绿光用Ｔｅｘｔｒｏｎｉｃｓｓｃｄ１０００，ＴｒａｎｓｉｅｎｔＤｉｇｉｔｉｚｅｒ示波器进行波型测量，用２０４８一维ＣＣＤ进行光谱分析，光谱线宽为０．００２３ｎｍ。实验还发现了倍频晶体ＬｉＮｂＯ３在达到破坏时出现的烟状斑痕     

KDP晶体激光损伤的研究

报道了散射颗粒、焦斑面积和非线性吸收等对ＫＤＰ晶体激光损伤的影响。研究了ＫＤＰ晶体的多脉冲损伤。     

神光装置倍频激光能量测量

给出了监测倍频激光的能量计的技术参数，在神光装置中实测了倍频激光能量及其转换效率。并对监测倍频激光的能量计对标方法进行了讨论。     

KDP晶体激光预处理参数的优化

KDP 晶体是目前高功率激光装置中倍频材料的首选,元件上架前通常采用激光预处理来提高抗激光损伤性能,由于预处理流程耗时较多,提升预处理效率对于工程应用具有重要意义。研究了激光预处理参数对 KDP 晶体材料损伤性能的影响,通过分析激光辐照通量、辐照发次、能量台阶等预处理参数与元件损伤性能的变化关系,发现在一定通量范围内用不同的能量台阶可以获得同样的预处理效果,由此确定采用变能量台阶的方法对预处理参数进行优化。实验证明,采用此方法可以在保证预处理效果的前提下,将总的激光辐照发次缩减三分之一,结果对于大口径 KDP 晶体元件的激光预处理工艺具有重要参考价值。     

自聚焦透镜与倍频晶体构成的激光谐振腔

根据自聚焦透镜折射率的分布特性，对其成像原理进行了讨论。将用来耦合泵浦光的自矛焦透镜的一个端面加工成凹面并镀高反介质膜，与倍频晶体出射端面构成平-凹型全固态倍频激光谐振腔。这种激光器谐振腔结构简单、体积小、易于谐振、输出倍频激光效率高并且功率稳定。     

高效率激光晶体倍频中晶体谐振腔参数的研究

本文研究了晶体谐振腔的参数如晶体吸收,晶体长度,两端反射率,端面曲率半径,以及激光束半径等对倍频效率的影响,在理论上给出获得高效率倍频输出的途径。     

高功率倍频激光系统信噪比测试

用硅光电导开关测试高功率激光系统的信噪比，测试范围高至１０６。讨论了基频光与倍频光间的信噪比关系及如何测试倍频光信噪比等问题     

大口径KDP晶体定向方法的研究

为了获得高效的二次、三次倍频的转换效率,KDP晶体的定向精度非常重要,尤其是以KDP晶体光轴的严格定向为前提的.对于大尺寸晶体,定向的常用方法X射线衍射法和偏振光干涉法都有各自的局限性,因此,我们采用了一种用Nd:YAG激光器装置直接确定KDP倍频晶体的定向偏差以及o轴与e轴方向的方法.报道了实验原理方法和结果.     

聚焦激光在KDP晶体中的传输特性模拟

激光在KDP晶体中制作3维微结构是抑制高功率激光驱动器中横向受激喇曼散射效应的一种有效方法.为了了解激光制作微结构的可行性以及激光参量对制作精度、效率和成品率的影响,对聚焦激光在KDP晶体中的传输特性进行了数学模拟研究.激光焦点峰值功率密度、光斑畸变和位置偏移是影响制作精度和造成晶体碎裂的主要因素;e光焦点形貌会随着晶体光轴与入射激光的夹角增大而发生畸变,其峰值功率密度随着夹角的增大而迅速减小.结果表明,当夹角小于15,e光焦点可使加工效率提升1倍以上;当夹角大于30,低能量加工其影响可忽略,高能量加工则极易造成晶体碎裂,应对e光进行屏蔽.     

高功率激光装置中的三倍频Nd∶YLF模拟激光系统

基于高功率激光装置———“神光Ⅱ”中的三倍频模拟激光光源的需要 ,提出并研制了一套Nd∶YLF调 Q 三倍频激光作为模拟光源 ,采用氙灯抽运 ,Cr4+∶YAG被动调Q ,KTP晶体与BBO晶体的组合三倍频 ,得到了Nd∶YLF晶体的 1 0 5 3μm波段的三倍频 0 35 10 μm波长激光 ,满足了系统的需求。     

高功率激光装置中的三倍频Nd:YLF模拟激光系统

基于高功率激光装置 --"神光Ⅱ"中的三倍频模拟激光光源的需要,提出并研制了一套Nd:YLF调Q三倍频激光作为模拟光源,采用氙灯抽运,Cr4+:YAG被动调Q,KTP晶体与BBO晶体的组合三倍频,得到了Nd:YLF晶体的1.053 μm波段的三倍频0.3510 μm波长激光,满足了系统的需求.     

皮秒激光抛光KDP晶体的工艺研究

为了改变KDP晶体精密加工难和效率低的状态,采用皮秒超快激光抛光KDP晶体的新方法,系统地研究了激光波长、单脉冲能量密度、激光束入射角、光斑搭接率、扫描方式以及激光焦深等因素对激光抛光KDP晶体质量的影响规律,并对激光与KDP晶体的相互作用机理进行了分析。结果表明,在皮秒激光波长λ=355nm、聚焦镜焦距f=56mm、激光束入射角α=84°、激光重复频率F=800kHz、脉冲能量密度Q=2.4J/cm2、光斑搭接率O=60%、45°多方向交叉扫描以及加工次数T=10次的优化参量条件下,KDP晶体表面粗糙度均方根值可达到76nm。这一结果使激光抛光技术的研究得到了进一步补充。     

LBO晶体直接倍频获得488nm激光

利用LBO晶体直接倍频波长为976nm的连续半导体激光二极管,获得了波长为488nm的连续蓝光输出,最大输出功率25mW。设计并分析了一个用于976nm激光倍频的L型谐振腔,并在实验基础上,制成了一台小型全固态488nm连续蓝光激光器。     

整形脉冲高效三倍频的特性研究

采用具有大动态范围的Ⅰ/Ⅱ角度失谐和Ⅱ/Ⅱ偏振失配双倍频双混频技术方案,对整形脉冲的三倍频效率进行了数值模拟计算分析,并与单倍频单混频方案的结果进行了比较.数值计算结果表明,双倍频双混频方案比单倍频单频方案更利于整形脉冲的三倍频.     

BBO晶体倍频染料激光产生可调谐紫外相干光

本文介绍了一种用氮分子激光泵浦的带有一级放大的染料激光器,并采用BBO晶体对染料激光倍频,获得了波长为217.5nm到309.0nm的可调谐紫外相干光,并测得在波长470.0nm→235.0nm;507.4nm→253.7nm;546.0nm→273.0nm三处的最大倍频转换效率分别为8%;14%;19%,分析表明,这些结果与理论值相符合。     

大口径KDP晶体最佳偏转角预测误差分析

通过测量晶体全口径正交偏振透射波前的干涉数据,建立了计算KDP晶体最佳偏转角的理论模型,并通过实验验证了理论的正确性和有效性。在探针激光工作稳定及环境温度稳定的情况下,理论预测值与实验结果的变化趋势相同,且差值在10.0μrad以内。分析了影响测量精度的各种因素,找出了理论预估值与实验结果产生差异的主要原因。由单点模型推广建立了全口径KDP晶体最佳偏转角的计算模型,并且数值模拟了KDP晶体折射率不均匀性对晶体全口径最佳入射角和转换效率产生的影响。得到的结果为工程上实现大口径KDP晶体精密装校提供了理论指导。