激光二极管列阵泵浦的Nd：BGO腔内倍频激光器稳定输出的研究

首次报道激光二极管列阵浦的Ｎｄ：ＢＧＯ腔内倍频激光器的实验研究结果。在激光谐振腔内加布儒斯特片与倍频晶体ＫＴＰ形成Ｌｏｙｔ双折射滤光片。以此进行选模，获得了３．５ｍＷ连续，稳定的单模绿光输出。     

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。     

双端输出外腔谐振倍频的运转特性研究

准相位匹配晶体外腔谐振倍频是获得高效率短波长激光稳定输出的技术之一.为消除高功率激光抽运时非线性级联过程的影响、提高倍频激光的输出功率,本文设计了一种双端输出倍频谐振腔.首先在实验上比较了双端和单端输出谐振倍频过程的倍频效率和输出功率;并在理论上分析了双端腔型下基频光与倍频光相对相位的变化对于倍频输出光功率的影响,通过控制相对相位可以获得高的倍频光输出功率.实验结果与理论分析基本吻合.     

316.4nm倍频氦氖激光器

在１ｍ增益长的全外腔氦氖激光器的谐振腔中，放置α－ＬｉＩＯ３倍频晶体，实现腔内倍频，获得３１６４ｎｍ的连续紫外激光，其输出功率大于３ｍＷ，功率稳定性优于１０％．     

用周期极化KTP晶体高效倍频获得稳定461nm激光

实验采用准相位匹配的PPKTP晶体对922nm连续激光进行外腔谐振倍频,获得稳定461nm激光.实验装置采用一体化环形腔没计,实现最大耦合转换效率达73.3%,获得208 mW的461 nm蓝光输出.实验结论中通过分析,修正损耗误差,得到最佳耦合腔镜反射率,并深入讨论了耦合腔镜的两种反射率对倍频输出功率和效率的影响,同时就晶体吸收效应和热透镜效应对倍频试验的影响也进行了深入研究.     

PPKTP晶体半整体谐振腔倍频的397.5nm紫外激光输出

外腔谐振倍频是获得397.5 nm紫外激光的重要方法。搭建了基于周期极化的磷酸氧钛钾(PPKTP)晶体的半整体谐振腔,对经半导体锥型放大器放大的795 nm单频连续激光进行谐振倍频。在203 m W的795 nm基频光输入条件下,实现了60.4 m W的397.5 nm连续单频紫外激光输出,倍频转化效率为30%;在基频光功率约87.5 m W时,得到最大的倍频效率约为34.6%。倍频紫外光光束质量因子M2优于1.21,光束质量良好,30 min内典型的倍频光功率均方根起伏小于1.9%。该倍频器结构紧凑,具有很好的机械稳定性,可实现紫外激光的稳定输出,可用于产生对应铷原子跃迁线的压缩、纠缠态光场,在量子光学和精密测量等领域发挥重要作用。     

用单块激光器和环形外腔获得稳定的532 nm激光

采用单块半非平面Nd:YAG单频环形激光器和环形外腔倍频技术，获得了单频功率249.5mW的532nm波长的绿光输出，倍频效率43.2%，实现了倍频腔与激光器之间的跟踪锁定，倍频光功率稳定性优于1％，理论计算与实验结果一致。     

连续染料激光器谐振腔结构的分析

本文运用模象理论和图解分析的方法分析连续染料激光器谐振腔的结构特性,并着重分析其中光模的象散补偿问题. 一、染料腔结构的一般特性分析 氩激光泵浦的连续染料激光器的谐振腔通常采用图1所示的三镜折叠腔的形式.作为激光工作物质的染料自由波流膜,以布儒斯特角取向,位于短腔臂中的小束腰处.这种三镜折叠腔的等效光路是一个包含一个等效透镜的三镜栓(见图2).为分析简单起见,这里我们暂且忽略染料液膜的作用.由于R镜在腔中是一个象散元件。因而这里的等效透镜要用弧矢焦距和子午焦距两个焦距值来描写。即有此处R为R镜的曲率半径;θ为R镜…     

LD侧泵Nd:YAG/S-KTP腔内倍频高功率660 nm连续红光激光器

报道了LD侧面泵浦NdYAG/S-KTP腔内倍频高功率660 nm连续红光激光器.泵浦组件(呈三角形等间距分布)由9个20 W的激光二极管组成,最大泵浦功率为180 W.通过对谐振腔参数进行优化设计,用LD连续抽运3 mm×65 mm NdYAG激光棒时,获得了波长为1 319 nm的基频光振荡.利用S-KTP Ⅱ类临界相位匹配腔内倍频技术,当泵浦电流为22 A时,获得了6.8 W的连续红光激光输出,光-光转换效率为4.3%.     

利用椭圆高斯光束产生266nm紫外连续激光

本文采用商用532 nm激光器作为基频光源,利用偏硼酸钡(β-BBO)晶体进行外腔倍频,实现了266 nm连续激光的高效输出.文中详细模拟了BBO晶体中的束腰形状对倍频效率的影响,仿真和实验结果均表明椭圆高斯光束可以有效改善走离效应,提高倍频转换效率.通过优化蝶形倍频腔,可以使椭圆高斯光束在腔内共振,当1 W基频光输入时可输出约180 mW的266 nm紫外连续激光,倍频转换效率达到18%.     

调QNd∶YAG环形腔外腔倍频技术研究

用磷酸氧钛钾 (KTP)作为倍频晶体 ,对Nd∶YAG声光调Q激光的环形腔外腔倍频技术进行了实验和理论的研究 ,利用最大平均功率 5 0W、声光调Q、输出频率 10 0 5Hz、灯抽运Nd∶YAG激光器做为基频光光源 ,在基频输入功率 35W时 ,获得了大约为 31.4 %的光光转换效率的绿光输出。从实验结果分析了环形腔倍频的特性 ,指出了该方法的优缺点。从光束质量和聚焦光斑直径方面 ,对基频光和二次谐波进行了比较 ,提供了利用CCD测得光斑的部分图片 ,分析了环形腔倍频的工作原理 ,解决了困扰倍频技术的转换效率问题和光束质量问题     

激光锁定F-P腔频率的有差锁定研究

基于有差伺服调节技术,实现了外置光学谐振腔的共振频率与钛宝石激光器工作频率的锁定.该技术采用压电陶瓷作为执行元件,通过对压电陶瓷的调制,实现了对透射激光功率的调制,并由锁相放大器解调获得伺服信号,该伺服信号经过高压放大器放大后控制压电陶瓷的伸缩来调控谐振腔的腔长,从而使腔的共振频率锁定在激光频率上.当激光上作于单一频毕时,谐振腔的谐振频率可以长时间地与激光频率保持锁定,锁定后腔的透射光功率相对起伏的稳定性为2%.当激光频率扫描时.谐振腔的谐振频率可以在2 GHz范围内不间断地与激光频率保持锁定.     

Intracavity frequency-doubled green vertical external cavity surface emitting laser

An intracavity frequency-doubled vertical external cavity surface emitting laser (VECSEL) with green light is demonstrated. The fundamental frequency laser cavity consists of a distributed Bragg reflector (DBR) of the gain chip and an external mirror. A 12-mW frequency-doubled output has been reached at 540 nm with a nonlinear crystal LBO when the fundamental frequency output is 44 mW at 1080 nm. The frequency doubling efficiency is about 30%.     

外腔共振和频系统中阻抗匹配的理论研究

外腔共振是提高和频效率的有效方法. 实现外腔共振高效和频需要基频光高效地耦合到外部谐振腔中, 因此系统要达到阻抗匹配. 本文分别建立了双波长和单波长外腔共振和频系统的理论模型, 分析了腔增强因子与耦合腔镜反射率、入射基频光功率等参数的依赖关系, 通过数值模拟获得最优化的共振光耦合腔镜反射率, 使系统达到阻抗匹配, 提高和频效率. 研究表明, 无论双波长还是单波长外腔共振和频系统, 共振基频光的最佳耦合腔镜反射率只会随着另一束共振或者不共振的基频光入射功率的增加而减小, 而其本身的入射功率变化则影响较小; 进一步分析表明, 若共振基频光的耦合腔镜反射率超过阻抗匹配值, 和频光功率将会迅速减小, 而小于阻抗匹配值时, 和频光功率减少速度相对较慢, 因此实验过程中要尽量避免过耦合的情况出现. 本文的理论分析过程将对外腔和频实验有一定的指导意义.     

Generation of continuous-wave 243-nm radiation by sum-frequency mixing

We have generated tunable cw radiation near 243 nm with a linewidth of less than 4 MHz by sum-frequency mixing the 351 nm radiation from an argon-ion laser with the 789 nm radiation from a ring dye laser in a crystal of ammonium dihydrogen phosphate held at moderate temperature. An external ring cavity, resonant with the dye laser, gives a power enhancement of about 12 in the sum-frequency generated radiation. Thermal lensing due to laser heating of the nonlinear crystal, distorded the 351 nm mode structure. This effect could limit the efficiency of the sum frequency mixing process.     

Efficient resonant frequency doubling of a cw Nd:YAG laser in bulk periodically poled KTiOPO(4)

A cw Nd:YAG laser was quasi-phase-matched frequency doubled by a bulk periodically poled flux-grown KTiOPO(4) crystal in an external resonant cavity. The conversion efficiency and the second-harmonic power with a pump of 225 mW were 55% and 123.5 mW, respectively. The loss of the 1-cm-long crystal, which operated near room temperature, was 1.3% and was dominated by scatter from the cleaved facets of the crystal. No damage, photorefractive or other, was observed at intensites of 370Wmm(-2) , but beam size had to be optimized to eliminate thermal-induced instabilities in the doubling cavity.     

1 W of blue 465-nm radiation generated by frequency doubling of the output of a high-power diode laser in critically phase-matched LiB3O5

Blue 465-nm radiation is generated by frequency doubling of the output of an InGaAs diode-laser oscillator-amplifier system in critically phase-matched LiB(3)O(5) (LBO). The diode-laser system emitted 4 W of single-frequency 930-nm radiation in a near-diffraction-limited beam (M(2)<1.2) . The laser power is enhanced to values of up to 150 W in a resonant external ring cavity. The LBO crystal is placed at a resonator internal focus. The frequency doubling in the LBO crystal generates blue radiation at 465 nm with a power of 1 W. The spectral width of the blue radiation is less than 3 MHz, and the value of the M(2) beam parameter is less than 1.2.     

S波段大间隙速调管放大器输出腔的3维模拟

 利用3维高频软件设计了一种用于S波段大间隙速调管的膜片加载大间隙单重入输出腔,建立了带大耦合孔的输出腔3维全结构模型,采用3维PIC程序对输出腔的提取效果进行了粒子模拟。研究结果表明：膜片加载的大间隙单重入输出腔开大耦合孔后,其所有谐振频点的场分布都不再是TM ₀₁₁模式,因此,在设计此类输出腔时不能以工作频点是否谐振为优化目标。提出了大间隙输出腔设计原则,根据设计原则优化后的输出腔可稳定提取1.07 GW的平均功率,提取效率约35.7%。     

Generation of all-solid-state, high-power continuous-wave 213-nm light based on sum-frequency mixing in CsLiB6O10

Achievement of more than 100 mW of pure continuous-wave deep-ultraviolet radiation at 213 nm has been demonstrated in an efficient all-solid-state laser system that uses two Brewster-cut CsLiB6O10 (CLBO) crystals. The first crystal is used for 266-nm generation by external resonant doubling of 532-nm radiation from a frequency-doubled Nd:YVO4 laser. Subsequent sum-frequency mixing is performed in a second CLBO crystal placed in a diode-pumped Nd:YAG laser cavity to mix the single-pass 266-nm output with circulating 1064-nm light.