百瓦级全固态绿光激光器的实验研究

利用80个20 W的二极管呈五角型阵列泵浦Nd:YAG棒,采用KTP晶体（Ⅱ类相位匹配θ＝90°,φ＝23.6°）腔内倍频、单声光调Q装置、平凹直腔结构,在泵浦电流17.5A、声光调制频率20.4kHz 时获得了平均输出功率为97 W、脉冲宽度150 ns的准连续绿光;分析了泵浦功率密度及晶体内部温度是影响倍频效率的因素,认为此实验中获得高功率的关键原因是对KTP晶体使用了角度调节并加强了水冷.     

全固态腔内SHG/SFG多波长黄光激光器

报道了一种利用大功率激光二极管端面抽运Nd…YAG激光晶体产生基频光,并通过非线性晶体的腔内倍频(SHG)与和频(SFG),实现多个二次谐波同时连续输出的多波长黄光激光器。将Nd…YAG晶体的1112.1、1115.9、1122.7nm谱线作为基频光,利用LBO和BIBO进行非线性光学频率变换,同时获得了三个倍频光及三个和频光激光输出。从理论上对基频光同时受激跃迁和非线性频率变换相位匹配进行了分析。实验结果与理论分析表明,当基频光的性能相对接近时,合理地选择性能较好的非线性晶体对基频光同时进行倍频和和频是获得全固态多波长激光器的一种实用方法,合理地设计激光器谐振腔能够提高激光器的稳定性。     

20 W腔外倍频全固态Nd∶YAG绿光激光器

研制了一台高光束质量的全固态Nd∶YAG激光器 ,采用KTP腔外倍频 ,获得了大于 2 0W准连续绿光输出 ,峰功率可达 1.15× 10 5W ,光束质量因子M2 值约为 4。     

热效应不敏感的Z型全固态绿光激光器设计

为构建LD泵浦Nd∶GdVO4/KTP腔内倍频热效应不敏感的激光器系统,提高绿光激光的热稳定性,利用基于传播圆变换理论的Z型腔图解分析方法,得到光斑半径w2、w3随热动力参数1/ft的变换关系,利用Mathematics编程软件计算得到了具有激光晶体热透镜不敏性的Z型折叠腔参数。当激光器腔长参数为170mm, 523mm和152mm时,在20.3W的注入泵浦功率下获得了2.72W的531.5nm连续绿光激光输出,实现光 光转换率13%。通过传播圆变换理论图解分析方法的理论计算和实验研究,发现在1/ft小于0.25cm-1的情况下,该腔在激光晶体和倍频晶体处的光斑大小稳定,热效应不敏感,像散不明显。     

提高稳频He－Ne激光器输出功率的研究

稳频Ｈｅ－Ｎｅ激光器的输出功率与谐振腔的损耗密切相关。本文对其中的布儒斯特角窗口带来的附加损耗进行了定量的分析，指出布儒斯特窗片封接引起的各向异性损耗是主要的腔内损耗来源。在实践上采用具有独特优点的锢封接技术，大大提高了布儒斯特窗片的封接质量，从而减小了腔的损耗，提高了稳频Ｈｅ－Ｎｅ激光器的输出功率。比如，腔长为１１０ｍｍ的６３３ｎｍ稳频Ｈｅ－Ｎｅ激光器的输出功率达到２．５～３．０ｍＷ。     

基于Ti3C2Tx-PVA被动调Q的低噪声556 nm腔内倍频黄绿光激光器

采用液相剥离法获得厚度约为3.2 nm、层数约为3至4层的碳化钛纳米片(Ti₃C₂T_x),结合旋涂法制备出Ti₃C₂T_x-聚乙烯醇(Ti₃C₂T_x-PVA)薄膜,并借助拉曼光谱、原子力显微镜和平衡双探测系统对Ti₃C₂T_x纳米片的物相组成、厚度及可饱和吸收性能进行了表征。将Ti₃C₂T_x-PVA薄膜作为可饱和吸收体应用于一种808 nm半导体激光二极管端面泵浦Nd∶YAG陶瓷/LBO腔内倍频的556 nm黄绿激光器中实现被动调Q。在分析布儒斯特偏振器和双折射晶体协同选频滤波机理的基础上,通过两者的协同使用,抑制了1 116 nm和1 123 nm处光谱腔内振荡并进一步压缩了1 112 nm处p-偏振光的纵模个数。在5.1 W最高激光二极管泵浦功率下,获得了平均输...     

外腔半导体激光器激光波长连续可调范围的研究

在此研究了利特曼结构和利特罗结构的外腔半导体激光器激光波长连续可调范围和反射镜转轴等关键几何位置与结构的机械加工或制作误差的关系，详细分析了由于制作工艺、技术精度等因素所造成的各种误差对激光器连续可调谐范围的影响。     

窄脉宽LD泵浦全固态绿光激光器的实验研究

研究了绿光平均功率达84W的高稳定声光调Q全固态激光器。通过理论分析和试验研究,针对KTP热效应以及Nd∶YAG棒的热致双折射效应,设计并优化了谐振腔来压窄脉宽。采用35个20W的高功率LD侧面抽运Nd∶YAG棒和Ⅱ类相位匹配KTP晶体(24℃时相位匹配角为Φ=23.6°,θ=90°,尺寸为7mm×7mm×7mm),采用双声光Q开关,高效平凹结构,实现了高功率内腔倍频激光器的稳定运转;在抽运电流25A时,获得了重复频率为10kHz,脉冲宽度优于45ns,输出功率为84W的高功率、高重频、窄脉宽绿光(532nm)输出,光_光转换效率为14.3%,不稳定度为±3%。     

宽波长范围窄线宽波长连续可调的光纤激光器

研制了一种宽波长范围窄线宽波长连续可调的光纤激光器,激光器基于环形腔结构,采用980nm的半导体激光器作为泵浦源,掺铒光纤作为增益介质,使用一段未泵浦的保偏掺铒光纤作为饱和吸收体压窄线宽。使用光纤法布里-珀罗滤波器作为选频器件,通过调节光纤其驱动电压实现光纤激光器的波长扫描。利用激光器的相干长度与干涉仪干涉条纹的关系动态测量激光器的光谱线宽,最终得到了扫描范围为1515.1～1588.6nm,线宽小于0.025nm的波长连续可调的光谱输出。     

间距可调的双模正方形微腔激光器(特邀)

针对双波长激光器间距精细调谐的需求,基于正方形微腔的模场分布,设计了中心及四个角区电流注入窗口的正方形微腔激光器.利用有限元法对提出的结构进行分析,发现改变腔体折射率分布差,可以调控基横模和一阶横模的波长间距.基于半导体平面加工工艺成功制备了边长为30μm的非均匀注入正方形微腔激光器.当注入电流从42 mA增加到53 ...     

LD泵浦Nd:YVO_4双波长运转腔内和频491nm激光器

分析了Nd:YVO4激光器实现双波长运转及腔内和频的条件,利用一种LD泵浦Nd:YVO4晶体产生1 064 nm和914 nm双波长激光束,采用一个线性平凹腔结构,利用腔内Ⅰ类临界相位匹配LBO和频,获得了连续波输出的全固态激光器。实验采用端面结构,在5.0 W的808 nm泵浦功率下,获得了最高功率为2.5 mW连续波TEM00的激光输出,光-光转换效率为0.05%。     

LD泵浦Nd:YVO4双波长运转腔内和频491 nm激光器

分析了Nd:YVO4激光器实现双波长运转及腔内和频的条件,利用一种LD泵浦Nd:YVO4晶体产生1 064 nm和914 nm双波长激光束,采用一个线性平凹腔结构,利用腔内Ⅰ类临界相位匹配LBO和频,获得了连续波输出的全固态激光器。实验采用端面结构,在5.0 W的808 nm泵浦功率下,获得了最高功率为2.5 mW连续波TEM00的激光输出,光-光转换效率为0.05%。     

多通道干涉大范围可调谐激光器控制系统（特邀）

多通道干涉大范围可调谐半导体激光器是波分复用系统中的新型关键器件,设计了一套针对此激光器高精度电流注入、温度控制、波长锁定等问题的控制系统。将该激光器的整套控制方案集成单板。在该控制系统下,测试得到激光器输出波长在1 524～1 572 nm中每间隔0.4 nm的120个ITU标准波长光谱图,调谐范围超过48 nm,并且在整个调谐范围内,边模抑制比超过了45 dB,波长偏差与ITU标准波长相差小于±10 pm,线宽小于100 kHz。     

间距可调的双模正方形微腔激光器(特邀)EI北大核心CSCD

针对双波长激光器间距精细调谐的需求,基于正方形微腔的模场分布,设计了中心及四个角区电流注入窗口的正方形微腔激光器。利用有限元法对提出的结构进行分析,发现改变腔体折射率分布差,可以调控基横模和一阶横模的波长间距。基于半导体平面加工工艺成功制备了边长为30μm的非均匀注入正方形微腔激光器。当注入电流从42 mA增加到53 mA时,该激光器的波长间隔从0.18 nm减小到0.1 nm,强度比小于4 dB。除此之外,继续增加电流,由于双模间隔的进一步减小,出现了明显的单周期振荡现象。     

面向片上传感量子级联激光器的研究进展（特邀）

作为一种新型半导体激光器,量子级联激光器因其独特的子带间跃迁机制,具有高速响应、高非线性、输出波长大范围可调等特点。近年来随着输出光功率和电光转化效率等性能指标的快速提升,量子级联激光器已成为中红外至太赫兹波段（波长约为3～300μm）的主流激光光源,在大气污染监控、气体检测、太赫兹成像、生物医疗以及空间光通信等领域具有重要科学意义和应用价值。本文阐释了量子级联激光器的发展历程以及工作原理;分别重点讨论了中红外量子级联激光器在高效率、大功率、波长可调谐以及片上传感的应用等方面的研究进展,并对基于中红外量子级联激光器差频太赫兹光源和光频梳的发展进行叙述,最后进行了简要总结与展望。     

可用于产生微波信号的间隔可调双波长光纤激光器

为了获得不同间隔双波长信号输出,提出一种基于受激布里渊效应产生双波长激光的实验装置,利用不同间隔双波长输出信号进行拍频实验可获得可调的微波信号输出;利用一段10 km长普通单模光纤（SMF）作为布里渊增益介质,一个线宽为5 kHz分布反馈激光器（DFB）作为布里渊抽运源,一段未泵浦的保偏掺铒光纤用作饱和吸收体抑制边模,通过改变未泵浦保偏掺铒光纤的长度,可获得不同间隔输出的双波长光纤激光器,实验获得波长间隔为0.170 nm和0.085 nm的激光信号输出,分别对应20 GHz和10 GHz的微波信号。     

473 nm和946 nm双波长输出的全固态Nd:YAG激光器

设计并实现了473 nm和946 nm双波长输出的全固态Nd:YAG激光器.利用激光二极管端面泵浦Nd:YAG晶体,在三镜折叠谐振腔中插入Brewster窗片作为起偏器,通过周期极化晶体PPKTP内腔倍频获得473 nm蓝光输出.同时利用Nd:YAG激光晶体的热退偏效应,把Brewster窗片作为基频光输出耦合镜,实现946 nm激光输出.通过调谐PPKTP的温度,优化了倍频光和基频光的输出功率.泵浦功率25W时,实验获得了1.8W的473 nm倍频蓝光和0.8W的946 nm基频激光输出.     

基于光纤激光器的中红外差频多波长激光产生

针对由YDFL和EDFL作为基频光源的QPM-DFG激光系统,利用PPMgLN晶体的色散关系及其温度特性,有效拓宽了QPM波长接受带宽.模拟结果表明,当采用1550和1060 nm波段的EDFL和YDFL分别作为DFG的信号和抽运光源时,对于相同的中红外波段,满足QPM条件所允许的抽运光波长变化范围远大于信号光波长变化范围.当固定信号光波长为1560 nm时,对于给定的晶体温度,1060 nm波段抽运光的QPM接受带宽超过17 nm,对应于中红外差频光带宽可约180 nm.采用多波长YDFL作为抽运源,单 关键词： 差频产生 准相位匹配 多波长中红外 光纤激光器     

基于多波长激光器的带通微波光子滤波器设计

提出了一种基于多波长光纤激光器的可调谐的带通微波光子滤波器。它以可调谐多波长光纤激光器作为光源,将相位调制器和色散器件相结合,通过在普通单模光纤中相位调制到强度调制的转换效应消除了低频谐振峰实现了带通微波光子滤波器。利用双折射光纤环镜输出谱中的一个窗口对多波长激光信号频谱进行加窗处理,使微波光子滤波器的边瓣抑制比提高了约11dB。通过调节多波长光纤激光器中的偏振控制器可以使输出多波长激光信号的相邻波长间隔得到调节,从而结合普通单模光纤的色散延时作用可以使微波光子滤波器的通带中心频率在7.66GHz范围内调谐。     

用于高功率激光器的光学元件（特邀）

激光的出现对大多数实际应用系统中的光学元件的性能、质量及其加工提出了严格的要求。激光的高功率性能由3个不同的过程决定：其一是对入射光辐射的吸收（主要由各种吸收机制决定）;其二是由热学性能决定的温度升高和响应;其三是元件的热光学和热机械响应,如变形、应力断裂等。在设计效率高、紧凑性好、可靠性好的应用于不同领域的高功率激光系统时,需要考虑不同运行条件下的脉冲、连续波、不同占空比的重复频率或突发模式等。