LD泵浦自调Q腔内倍频激光器研究

LD泵浦自调Q腔内倍频激光器研究

徐震[1]2002年在《LD泵浦自调Q腔内倍频激光器研究》文中研究说明二极管泵浦固体激光器具有光束质量好、寿命长、工作稳定、结构紧凑、效率高等优点,已经在很大程度上替代了其它类型的激光器。而LD泵浦的固体调Q激光器是产生高峰值功率脉冲激光的优质光源。高峰值功率、高重复频率的纳秒至几百纳秒的脉冲激光,广泛地应用于激光雷达、激光测距、遥感遥控、微型手术和微型机械方面。激光二极管(LD)泵浦的被动调Q激光器能够提供这种脉冲,而且具有结构紧凑、效率高、价格便宜等优点。特别是近年来,掺Cr4+离子的各种晶体如Cr4+:YAG,Cr4+:GSGG,Cr4+:Mg2SiO4和Cr4+:YSO等作为被动调Q开关受到了广泛的关注。它们具有很宽的吸收带和良好的饱和吸收性质,恢复时间较长,光化学性质稳定,无退化现象,热导性好,损伤阈值高。其中有的含Cr离子晶体还具有偏振方向选择的吸收特性,不加任何偏振元件即可输出线偏振的脉冲激光,这对于腔内倍频是一个非常好的特性。近年来,人们对于Cr4+离子和激光增益离子双掺的晶体做成的自调Q激光晶体已经产生了广泛的兴趣。利用速率方程,我们对自调Q二极管泵浦固体激光器进行了数值模拟。计算出了自调Q脉冲的峰值功率,单脉冲能量,脉冲宽度,能量利用率,重复频率,平均输出功率等。根据自调Q二极管泵浦固体激光器的特点,计算了腔内损耗、腔长和饱和吸收体的初始吸收系数对于峰值功率、单脉冲能量、脉冲宽度和能量利用率的影响,并由此提出了设计自调Q激光器中的参数选择规律。用光纤耦合输出的LD,通过成像系统会聚,对二极管泵浦的自调Q激光器进行了实验研究,得到了平均功率3.36 W,脉冲宽度65 ns,重复频率87 kHz的1064 nm脉冲激光。光光效率达到15.5%,斜效率达到23.8%。单脉冲能量为38.6 (J,峰值功率达到600 W。首次实现了LD泵浦自调Q腔内倍频激光器的运转。在16.9 W的泵浦功率下,得到了最大平均输出功率为1 W,脉冲宽度为210 ns,重复频率47 kHz的532 nm倍频光。光光效率达到6%,斜效率达到8.6%。单脉冲能量为21.3 (J,峰值功率达到100 W。

徐震, 魏晓羽, 吴念乐[2]2003年在《LD泵浦Cr~(4+),Nd~(3+):YAG自调Q腔内倍频激光器研究》文中提出Cr~(4+),Nd~(3+):YAG晶体的激光特性得到了系统研究。在LD泵浦下,Cr~(4+),Nd~(3+):YAG晶体获得了1.064μm的自调Q激光输出.激光平均输出功率达到3.36 W,脉宽65 ns,重复频率87 kHz,光-光效率为15.3%.加入KTP晶体后实现了自调Q腔内倍频,获得了532 nm的绿色脉冲激光输出:平均功率达到1W,脉宽210 ns;重复频率47 kHz,光-光效率为6%.对自调Q激光及其腔内倍频发现的现象进行了讨论。

王心诚[3]2008年在《全固态倍频激光器噪声特性研究》文中提出采用激光二极管作泵浦光源的全固体激光器具有体积小、结构紧凑、效率高和光束质量好等优点,应用前景广阔。通过腔内非线性光学混频效应,可高效地获得不同于腔内振荡波长的其它波长激光器。目前激光二极管泵浦腔内混频激光器主要应用于腔内倍频激光器,而提高全固态倍频激光器的性能,降低噪声的同时又要保证高的效率是激光技术领域发展的一个重要方向。本文从理论和实验两个方面研究了连续波腔内倍频蓝光激光器的噪声特性。分析了一个纵模、两个纵模、多个纵模时的噪声情况,合理地解释了实验中激光器单纵模运转以及长腔多纵模运转时稳定输出的实验现象,同时利用该速率方程分析了以各向同性激光晶体Nd:YAG为工作物质,Ⅰ类临界相位匹配,LBO为倍频晶体的蓝光激光器中基频光偏振特性,合理利用Ⅰ类临界相位匹配LBO倍频晶体的偏振特性与引入的石英晶体全波片构成双折射滤光片,通过选单频来抑制噪声,获得了蓝光低噪声的稳定输出。

薛庆华[4]2004年在《全固态蓝光激光器噪声特性的研究》文中提出从理论和实验两个方面研究了连续波腔内倍频蓝光激光器的噪声特性。将腔内多纵模倍频速率方程推广应用到准叁能级蓝光激光器中,分析了一个纵模、两个纵模、多个纵模时的噪声情况,合理地解释了实验中激光器单纵模运转以及长腔多纵模运转时稳定输出的实验现象,同时利用该速率方程分析了以各向同性激光晶体Nd:YAG为工作物质,Ⅰ类临界相位匹配LBO为倍频晶体的蓝光激光器中基频光偏振特性,合理利用Ⅰ类临界相位匹配LBO倍频晶体的偏振特性与引入的石英晶体全波片构成双折射滤光片,通过选单频来抑制噪声,获得了蓝光低噪声的稳定输出。在泵浦功率为1.2W的情况下,获得了25mW的473nm蓝光低噪声输出,功率稳定性优于5%,rms%(10Hz~50kHz范围)噪声小于0.3%,光束质量因子小于1.2,相干长度大于5m,频宽约为60MHz,对应的线宽约为0.00005nm。

危芹[5]2005年在《LD泵浦Nd:YAG蓝光激光器》文中研究表明LD 泵浦的全固态激光器(Laser diode pumped solid-state laser 或DPSSL)是激光技术领域的一个重要分支,与传统激光器相比在重量、体积、电-光转换效率、使用寿命和稳定性方面更具优越性。目前,LD 泵浦全固态激光器已实现了连续、调Q 脉冲和锁模脉冲等激光运转模式,广泛应用于材料加工、医疗、光学仪器和基础研究等领域。激光二极管泵浦的固体激光器(DPSSL)由于具有显着的优点而逐渐成为人们注目的焦点,全固态红、绿、蓝及紫外激光器的研究更是吸引了众多的科研工作者。而激光二极管(LD)泵浦的掺Nd 离子激光器一直是激光研究领域的热点之一,特别是其叁条特征发射谱线的倍频激光波长正处于叁基色激光的波段,更使其成为新的研究热点,再加上其效率高、结构紧凑、输出稳定、寿命长等特点,在工业、科研、国防军事、医疗等领域有着广泛的应用。其中蓝色激光器在军事、通讯、信息业、彩色打印、高密度光存储、激光显示及生物化学方面有着重要的应用价值。因此,近年来,对二极管泵浦的全固态蓝色激光器研究越来越多,但相对全固态红绿激光器来说,全固态蓝色激光器的发展比较缓慢,技术上还不成熟。本论文采用对Nd:YAG 输出激光倍频,获得473nm 蓝光输出方案,较完整的给出了理论阐述和实验研究。其主要内容可概括如下:1. 首先对全固态激光器的历史、发展进行了回顾,介绍了全固态激光器的主要特性,然后对全固态蓝色激光器的发展现状和应用前景作了比较全面的总结。2. 介绍了LD 泵浦的理论依据,就端面泵浦下泵浦光与激光之间的模式匹配以及准叁能级系统的阈值问题作了分析,介绍了Nd:YAG 晶体的激光特性,从速率方程出发,对Nd:YAG 晶体产生946nm 谱线的准叁能级结构给出了较为完整的分析;分析了谐振腔的设计。3. 随着对蓝光激光器越来越广泛和深入的研究,一般采取腔内倍频的方式获得蓝光,本论文给出了一般的倍频理论和相位匹配理论,并重点分析了用于蓝光倍频的非线性晶体LBO 倍频特性。

王薇, 朱长虹, 李正佳[6]2003年在《钕激光器被动调Q技术的发展》文中研究说明被动调Q激光器运转简便、结构简单,在许多方面得到了广泛的应用。本文介绍了被动调Q钕激光器的发展,主要包括被动调Q材料和激光器技术的发展。实验表明,C_r~(4+):YAG为代表的掺四价铬离子晶体作为被动调Q元件,可以实现1.0μm波段高重复频率、高峰值功率的脉冲运转,为低成本、中小功率的脉冲激光器指出了具有实际意义的发展道路。

吕凤萍[7]2003年在《Cr~(4+):YAG作为被动调Q开关和激光增益介质的研究》文中认为Cr~(4+)∶YAG晶体作为近年来人们发现的新型固体激光材料,具有吸收截面大、可饱和吸收稳定性好、热传导性和机械性能良好等优点。本论文基于Cr~(4+)∶YAG晶体既可以作为Nd∶YAG激光器的被动调Q开关、又可以作为激光增益介质的特点,采用理论和实验相结合的研究方法,详细而具体的研究了Cr~(4+)∶YAG晶体被动调Q、调Q倍频和双波长激光输出的特性。 第一章:介绍了Cr~(4+)∶YAG的光学性能、国内外研究概况和本论文研究的主要内容。Cr~(4+)∶YAG晶体优良的物化性能,使它作为被动调Q开关和激光增益介质已实现了不同种类的调Q和锁模运转。 第二章:从速率方程出发,研究了Cr~(4+)∶YAG晶体的调Q特性。在光强不太大的情况下,Cr~(4+)∶YAG可作为慢饱和吸收体,其初始透过率越靠近最大初始透过率,损耗调制越大。在平-凸非稳腔中,采用初始透过率为30%和63%的Cr~(4+)∶YAG进行实验,得到能量和脉宽相应为52mJ、8ns和45.7mJ、18ns的调Q脉冲输出,这表明:采用初始透过率越靠近最大初始透过率的Cr~(4+)∶YAG,可得到越理想的实验结果,这与理论分析一致。此外,还分析了Cr~(4+)∶YAG在平-凸非稳腔中的位置、激光器结构和参数对Nd∶YAG激光器调Q脉冲输出的影响。 第叁章:采用CLBO对Cr~(4+)∶YAG调Q Nd∶YAG激光器进行腔内倍频,得到了不同谐振腔中的绿光脉冲输出。理论上分析了影响倍频转换效率的几个因素,分别在平凹腔和双凹腔Nd∶YAG/Cr~(4+)∶YAG被动调Q激光器中插入CLBO进行实验研究,得到了转换效率分别为33.5%,46.8%的绿光脉冲输出。双凹腔中倍频转换效率高的原因是双凹腔中CLBO晶体处于基波光束光腰处,该处光束半径小,光束发散角小。 第四章:设计了一个复合腔,使Cr~(4+)∶YAG作为可饱和吸收体对1.06μm激光调Q的同时,又作为激光增益介质产生1.44μm激光,在国内首次得到1.06μm和1.44μm双波长激光输出,并对1.44μm激光脉宽进行了理论分析。1.06μm和1.44μm激光脉冲的能量和脉宽分别是18mJ、52ns和0.2mJ、19ns,并采用Cr~(4+)∶YAG晶体的相关参数,从理论上计算了1.44μm激光的脉宽,理论结果和实验结果基本一致。

佚名[8]2001年在《光电子技术》文中研究说明TNZ 01060169光电子产业的展望和机遇/周炳现(清华大学电子工程系)11激光与红外.一2001、31(l)一8一9激光发明滩O年来,光电子技术取得迅速发展并得到了广泛应用,基础元器件的突破,DWDM全光网络应用将促进信息光电子技术和产业的发展;生

佚名[9]2002年在《固体激光器》文中研究表明TN248.1 2002053365LD泵浦Nd:YVO_4/Cr:YAG被动调Q绿光激光器=LD-pumped Nd:YVO_4/Cr:YAG passively Qswitchedgreen laser[刊,中]/郑权(中科院长春光机所.吉林,长春(130022)),赵岭(中科院上海光机所.上海 (201800))//激光与红外.—2001,31(6).—338-339报道了一种LD近贴泵浦、KTP晶体腔内倍频的Nd:YVO_4/Cr:YAG结构高重复频率被动调Q绿光激光器。在注入泵浦功率为750mW时,得到平均功率

参考文献:

[1]. LD泵浦自调Q腔内倍频激光器研究[D]. 徐震. 清华大学. 2002

[2]. LD泵浦Cr~(4+),Nd~(3+):YAG自调Q腔内倍频激光器研究[J]. 徐震, 魏晓羽, 吴念乐. 量子电子学报. 2003

[3]. 全固态倍频激光器噪声特性研究[D]. 王心诚. 长春理工大学. 2008

[4]. 全固态蓝光激光器噪声特性的研究[D]. 薛庆华. 中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所). 2004

[5]. LD泵浦Nd:YAG蓝光激光器[D]. 危芹. 山东师范大学. 2005

[6]. 钕激光器被动调Q技术的发展[J]. 王薇, 朱长虹, 李正佳. 光电子技术与信息. 2003

[7]. Cr~(4+):YAG作为被动调Q开关和激光增益介质的研究[D]. 吕凤萍. 华侨大学. 2003

[8]. 光电子技术[J]. 佚名. 中国无线电电子学文摘. 2001

[9]. 固体激光器[J]. 佚名. 中国光学与应用光学文摘. 2002

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