2 μm Tm,Ho:YLF激光抽运ZnGeP2光参量振荡技术研究

ZnGeP2晶体具有宽的透明范围(0.7～12 μm),较大的非线性系数(d36=75 pm/V),最高损伤阈值能量密度为10 J/em2,较高的热导率(0.18 W/(m·K)),因而非常适合作为高功率中红外光参量振荡器(OPO)晶体.理论上分析了ZnGeP2光参量振荡器相位匹配特性,实现3～5 μm连续调谐范围输出的Ⅰ类相位匹配角在52.5～55.2°之间.实验上,以15 W光纤耦合激光二极管(LD)抽运的2.05 μm高重复频率声光调Q Tm,Ho:YLF激光器作为抽运源,其最大平均功率4 W,脉冲宽度小于40 ns,脉冲重复频率100 Hz～10 kHz可调.为降低准三能级系统激光器阈值,提高激光脉冲能量抽取效率,Tm,Ho:YLF晶体采用液氮制冷方式,工作在77 K温度条件下.非线性频率转换晶体ZnGeP2长15 mm,55.7°切割,光参量振荡器谐振腔为平平腔,腔长约20 mm.在3.6 W的抽运功率下,脉冲重复频率10 kHz,实现了4.1 μm附近中红外激光输出,参量光脉冲宽度为20 ns,平均输出功率为0.7 W,光-光转换效率为20%,抽运光阈值功率为0.65 W.     

激光二极管抽运Tm:YAP激光器获得5 W连续波输出

2μm波长激光对人眼安全,在相干探测风切变、非线性频率转换等方面有重要应用。2μm波长激光还可应用到激光医疗,由于其吸收深度浅,手术精度高于发射1μm波长的激光。Tm∶YAP的发射截面(5×10-20cm2)是Tm∶YAG(2.2×10-20cm2)的2倍,抽运波长795 nm更接近商品化的800 nm附近的激光二极管(LD)发射波长,如图1所示。YAP基质热和机械特性与YAG相近,能承受高功率热负载而不至于脆裂。哈尔滨工业大学可调谐激光实验室利用中国科学院上海光学精密机械研究所生长的Tm∶YAP晶体(其中Tm的掺杂原子数分数为3%),采用波长为795 nm的光纤耦合激光…     

ZnGeP2晶体的合成与生长

采用双温区法合成ZnGeP2多晶料;采用布里奇曼法生长ZnGeP2单晶,晶体尺寸为22×90 mm2.晶体透光范围0.7～12.0 μm,平均透过率达到56;;OPO光参量震荡器件尺寸6×6×15 mm3,采用2 μm的泵浦光,产生4 W以上的3.8～4.5 μm激光输出.     

诱导式受激布里渊散射相位共轭腔

提出利用受激布里渊散射（ＳＢＳ）的相位共轭及脉宽压缩效应,在ＮｄＹＡＧ激光器上构造一种诱导式相位共轭腔装置,实现了能量大于２５０ｍＪ,脉宽小于５ｎｓ的共轭激光输出,并给出了相应的测试结果。     

环形铥光纤激光器中脉冲簇及其簇群的产生

本文研究了基于非线性偏振旋转锁模的铥光纤激光器中脉冲簇及脉冲簇群的产生.通过在环形腔内引人两段长度分别为100 m和350 m的SMF-28光纤来增强腔内非线性和色散,从而产生了脉宽为30～50 ns的束缚态脉冲簇.一个束缚态脉冲簇可以产生12个振幅不同但时间间隔相同的子脉冲.发现调节偏振控制器角度可以改变脉冲簇宽度以...     

利用受激布里渊散射提高固体激光系统光束质量的实验研究

在Nd∶YAG振 放系统上采用受激布里渊散射后向放大方法补偿了放大器造成的波前畸变 ,实现了双程放大 ,从而改善了光束质量。获得重复频率为 10Hz ,SBS反射率达到 70 % ,SBS后向放大倍数为 2 5倍的光强空间分布均匀的稳定输出。     

临界及非临界相位匹配KTP光学参量振荡器

报道了利用Nd:YAG激光器二次谐波532nm及基频波1064nm作抽运源,采用临界及非临界相位匹配方式抽运KTP光学参量振荡器的实验结果.实验中获得了具有实用价值的1.53-1.84um人眼安全激光,KTP光学参量振荡器输出总量最大达130mJ,最高能量转换效率64%.分析比较了调谐范围、离分角、接收角、阈值及转换效率,讨论离分角对参量输出的光束质量、转换效率的影响.     

激光二极管抽运的Tm, Ho: YLF单模激光器

为了获得高效率、小型化、稳定性好的激光器,种子激光器由激光二极管抽运Tm, Ho: YLF微片获得单模输出.短腔的自由光谱区比较宽,易于选单纵模,微片厚度0.9mm,两端镀膜,构成微型谐振腔.微片置于杜瓦瓶中,采用液氮制冷的方式,在低温下工作,增加了输出激光的稳定性.利用光纤延时自拍法进行频率短期稳定度测量,得到单模激光器短期稳定度为2.6kHz/μs,利用示波器估测长期稳定度小于35MHz.获得2.067μm的单模输出,线宽小于40MHz.利用刀口法测量得到光束质量为1.082,最大单模输出功率为32.8mW,斜率效率达到25.2%,光-光转换效率达23.8%,功率输出不稳定性小于1%.     

7.3 W单频2.09 μm一体化非平面环形谐振腔Ho:YAG激光器

相对于应用广泛的掺钕(Nd)或掺镱(Yb)的lμm激光器而言,掺钬(Ho)的钇铝石榴石(YAG)激光器发射的2.09μm波长对人眼更安全,而且位于大气透射窗口区域.单纵模Ho激光器可应用到相干探测激光雷达领域以测量机场上空的风场,以及遥感人气中的化合物等.高功率的单频连续波(cw)Ho激光器不但可直接测量近场风速,还可抽运光参量振荡器(OPO)或差频产生器(DFG),产生深中红外5-15μm分子指纹区域的单频CW激光.     

在激光大气传输中利用SBS阈值效应实现小面积信标的研究

在理论上建立起将受激布里渊散射（SBS）与激光大气传输过程相结合的激光补偿传输的数学模型,并进行了数值模拟,提出并证明了利用SBS阈值效应可以将相位共轭光会聚到目标上一个小面积上,从而在目标上主动获得小面积信标光斑。利用SBS实现激光大气补偿传输（传输距离250m）的实验研究,证实了上述理论预期。