上海光机所高功率拉曼光纤激光器研究取得进展

<正>近期,中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息技术研究中心冯衍研究员领衔的课题组,在高功率拉曼光纤激光器研究中取得新进展。提出了一种镱-拉曼集成的光纤放大器结构,有效地解决了拉曼光纤激光器功率提升的主要技术瓶颈问题,在1120 nm波长,首次获得580 W的单横模线偏振拉曼光纤激光和1.3kW的近单模拉曼光纤激光输出。近年来,高功率光纤激光器发展迅速。     

无序Nd:CNGG晶体的生长及激光性能研究

本文报道了无序晶体Nd:CNGG的生长及其激光性能.采用提拉法成功生长了绿色、透明的大尺寸Nd:CNGG晶体.在He-Ne激光器照射下,未发现散射颗粒.在半导体激光器泵浦的条件下,我们研究了其1.06μm的连续激光输出性能.在8.56 W泵浦的情况下,得到1.52 W的激光输出.     

高功率激光与“超热导”激光晶体

高功率固体激光技术的发展史就是一部与“废热”的斗争史,为抑制热效应对光束质量的不利影响,先后出现了热容激光器、薄片激光器、板条激光器以及光纤激光器,新的增益介质形态结合先进的散热技术将激光输出功率提升至百千瓦量级。固体激光增益介质的热学性能是限制激光功率进一步取得突破的重要瓶颈。因此,寻找具备超高热导率的激光晶体材料意义重大。本文介绍了上述四种激光器的基本原理及其在高功率激光方面取得的研究进展,从提高增益介质材料热导率的角度出发,对目前已有的方法和研究成果进行了分析与总结,对超热导激光晶体研究和高功率激光技术的发展进行了展望。     

中材人工晶体研究院Nd:YAG透明陶瓷获得激光输出

最近,中材人工晶体研究院沈德忠院士实验室Nd:YAG透明陶瓷获得重大突破,于2008年12月在中国科学院理化技术研究所许祖彦院士实验室成功获得1064nm的激光输出。实验所用Nd:YAG透明陶瓷的尺寸为3&#215;3&#215;1.5mm3,掺杂浓度为2.7at%,端面镀808 nm和1064 nm增透膜。实验采用端面泵浦,陶瓷块通过铟箔固定在铜质的水冷热沉上,冷却水的温度控制在20℃,抽运源采用LIMO公司的808 nm光纤耦合半导体激光器,光纤芯径200μm。采用对称平-凹腔结构,腔长23 mm,输出镜R=50 mm,T=9%。当吸收功率2.1 W时获得最大输出功率约170mW,光-光转换效率8%,斜效率13.8%。中材人工晶体研究院Nd:YAG透明陶瓷获得激光输出     

单晶光纤生长技术研究进展

单晶光纤因其独特的结构特点以及优良的物理性能而被广泛应用于高功率激光器、辐射探测以及高温环境监测等领域。本文综述了单晶光纤的生长技术,探讨了微下拉法(μ-PD)、激光加热基座法(LHPG)以及导模法(EFG)的生长特点,并重点梳理了单晶光纤生长过程中存在的问题及解决方案。此外详细介绍了包层制备技术发展现状以及局限性。最后,阐述了现阶段单晶光纤的主要分类以及应用场景并对未来发展作出展望。     

光纤微透镜侧面镀膜方法和应用的研究

研究了采用光纤微透镜作为半导体激光器光斑快轴压缩透镜的方法.通过在光纤的两个对称侧弧面镀制增透膜,减少了光纤微透镜对光的反射,其反射率由原来的4;降低到0.3;以下,有效的避免了形成激光器的腔外腔,进而消除了因半导体激光器快轴压缩造成波长谱线侧峰的形成.研究结果表明,在光纤透镜的部分弧面镀膜是可行的,弧面镀膜部分可以减少对半导体激光器发光的反射,达到增透的目的,非常有利用于半导体激光器的输出光斑整形.     

激光加热基座技术生长超细单晶光纤研究

单晶光纤(SCF)是具有纤维结构的“准一维”功能晶体材料,在高能激光、高温传感、辐射探测、信息通信等国防民生领域展现出了巨大的应用前景。本文采用激光加热基座技术成功制备出直径60~100 μm、长径比>6 000∶1的超细Al₂O₃、YAG单晶光纤,单晶光纤平均直径起伏<4%,展现出良好的柔韧性与波导特性,为单晶光纤器件的小型化与集成化创造了条件。     

长春光机所研制出百瓦级微小型垂直腔面发射半导体激光模块

<正>中国科学院长春光学精密机械与物理研究所大功率激光研究组开发出了利用4个高功率垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)单管串接形成的百瓦级980 nm波段高功率准列阵模块。该模块采用全自主化设计的芯片结构及模块结构,模块尺寸仅有2.2 mmX2.2 mm,输出功率高达210 W,这是单管VCSEL模块迄今为止所报道的最高功率指标。该突破使得微小型高功率VCSEL模块有望在激光引信、激光测距及激光面阵雷     

新型高效激光物质-Nd:YGdVO4混晶

液相法合成了GdVO4和YVO4多晶料,提拉法成功生长了低浓度掺钕的不同钆钇比YGdVO4混晶.X射线荧光分析法分析了晶体组分.吸收谱和透射谱显示,Nd:YGdVO4具有更大的吸收半宽.不同Gd/Y浓度比的晶体激光性能有所不同,最大1.06μm激光输出达到7W,同时晶体在1.34μm 的激光输出超过了3W.Nd:YGdVO4混晶是一种新的具有潜力的激光晶体.     

Yb:GdVO4晶体的光谱及激光损伤阈值

采用提拉法(Czochralski)生长出优质的GdVO4和Yb:GdVO4晶体,其中纯GdVO4晶体具有较高的透过率,可达81;.晶体在室温下的偏振吸收光谱与非偏振荧光光谱表明,Yb:GdVO4晶体是一种具有较大的吸收半峰宽和荧光半峰宽的激光晶体,分别为44～52nm和40～46nm;随着掺杂浓度增大,π偏振吸收系数呈现饱和趋势,且荧光峰的位置出现了红移.此外,还采用Nd:YAG激光器测试了晶体的激光损伤阈值,实验表明,随着Yb3+掺杂浓度从4.1at;增加到22.9at;,激光损伤阈值也相应地从19.9×109W/cm2逐渐减小到2.79×109W/cm2.     

中红外激光晶体Er∶YSGG的生长及LD泵浦的激光性能

采用提拉法成功生长出了Er∶ YSGG晶体.吸收光谱分析表明Er∶ YSGG晶体在967.5nm有较强的吸收峰和较宽的吸收谱带.采用966nm半导体激光器泵浦YSGG/Er∶YSGG复合激光晶体元件,实现了2.796 μm的连续激光输出,最大输出功率439 mW,相应的斜率效率为12.5;,光光转换效率为10.6;.     

上海技物所自主研制的太赫兹量子级联激光器实现激射

<正>近日,中国科学院上海技术物理研究所首次自主研制的太赫兹量子级联激光器成功实现激射。中科院红外成像材料与器件重点实验室的科研人员采用先进的分子束外延技术和半导体微纳加工平台自主完成了太赫兹量子级联激光器的结构设计、材料生长和器件制备。激光器经法国国家科学研究中心基础电子学研究所测试,激光频率为2.5THz,最高工作温度为73K,输出功率为5mW;器件性能与英国剑桥大学研制的同样采用"束缚态至连续态跃迁"有源区设计方案的激光器水平相当。上海技物所中科院"百人计划"徐刚毅     

钒酸盐系列激光晶体进展

随着全固态激光器的发展,钒酸盐晶体作为一类优异的激光材料在激光领域(特别是中、小功率激光器中)扮演者越来越重要的角色。本文主要立足于近年来对于钒酸盐晶体的研究结果,回顾了钒酸盐晶体的生长和特性的研究历史,总结了钒酸盐系列晶体的优势和特点,进一步提出了目前钒酸盐晶体发展的主要方向。     

Yb:KGW激光晶体原料制备与单晶生长

Yb:KGW晶体在可调谐微片激光器中有重要的应用价值.本文研究了Yb:KGW多晶粉料的合成温度及烧结时间,确定在900℃经12h烧结合成Yb:KGW多晶粉料.通过对K2WO4和K2W2O7两种助溶剂性能及生长温度曲线的对比分析,选择K2W2O7作助溶剂,设计合理的工艺参数,采用熔盐法生长了新型的稀土激光晶体Yb:KGW.对晶体粉末进行XRD图谱测试,判定所生长的晶体为β-Yb:KGW,经TG-DTA分析,确定其熔点为1086℃,相变温度为1021℃.     

等离子体电极普克尔盒研究进展

等离子体电极普克尔盒(PEPC)用作多程放大控制、自激振荡抑制以及反激光隔离,是大型高功率固体激光器的核心器件.本文从高功率固体激光器的发展对光开关提出的要求出发,系统地综述了等离子体电极普克尔盒的性能特点以及研究进展.重点介绍了中国工程物理研究院激光聚变研究中心近年来在PEPC研究方面所取得的进展,包括单脉冲驱动的组...     

Nd:YVO4键合晶体声光调Q输出泵浦的光参量振荡器

通过采用非线性相位匹配的KTiOPO4晶体,成功实现了使用LD泵浦的Nd∶YVO4/Nd∶YVO4/Nd∶YVO4键合晶体激光器声光调Q输出泵浦的光参量振荡.当泵浦功率为8.29 W,声光调制频率为30 kHz时,获得了0.92 W的1570 nm信号光的最大平均输出功率,信号光的最窄脉宽为1.04 ns,最大峰值功率为29.5 kW.光光转换效率:对1064 nm泵浦光为54.4;,而对808 nm二极管泵浦光束只有11.1;.     

Mg掺杂AlInP限制层窗口结构高功率(3.7 W) 660 nm AlGaInP宽面半导体激光器

本文采用低压金属有机化学气相沉积系统(LP-MOCVD)生长出Mg掺杂压应变分别限制多量子阱结构的AlGaInP/GaInP 660 nm LD外延材料,制作出腔长1000 μm、条宽150 μm的宽面半导体激光器.采用选择性Zn扩散在管芯两端面区制作出透明窗口结构来提高器件的腔面光灾变阈值(COD).透明窗口结构激光器最大连续输出功率为3.7 W,是正常结构的激光器COD饱和功率的4.4倍.激光器的特征温度T0为68 K,热阻为4.6 K/W.在热沉温度为20 ℃时进行了500 mW恒功率老化,老化时间为1000 h.     

MOCVD生长GaAsP/InGa(Al)P/GaAs大功率808nm张应变量子阱激光器材料

设计了808 nm高功率GaAsP/InGaAlP/GaAs半导体激光器,采用无铝张应变量子阱和非对称宽波导结构,通过优化金属有机物气相沉积(LP-MOCVD)生长条件,提高了外延材料的生长质量,有效提升了激光器转化效率和输出功率。制作了200μm条宽、1500μm腔长的激光器器件,室温连续条件(CW)测试其阈值电流为650 mA,斜率效率高达到1.35 W/A,输出功率在11 W以上,激射波长808.5 nm@5A,水平和垂直发散角分别为8°和30°,较小的发散角有效的提高了输出光功率密度。     

掺钛宝石单晶纤维生长中的若干因素

本文报道了用激光加热基痤法生长钛宝石单晶光纤中，激光功率、熔区形状、拉速及直径比等因素对光纤质量的影响。系统地研究了绿光吸收系数对于生长气氛和源和源棒浓度的依赖关系。     

LiB3O5晶体946nm,473nm倍频增透膜的研制

采用离子辅助沉积技术在LiB3O5晶体上制备了946nm,473nm倍频增透膜,并测量了薄膜的性质.测试结果表明, 该增透膜具有较低的剩余反射、高的环境稳定性和良好的附着力.进一步测量了薄膜在波长1064nm多脉冲辐照下的激光损伤阈值,获得了两种不同的损伤形貌,并对损伤原因作了初步的探讨.此工艺下镀制的LiB3O5晶体用于瓦级全固态蓝光激光器,获得了3.8W波长为473nm的连续蓝光输出.