1 上海大学理学院物理系，上海 200444
2 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率光纤激光技术实验室，上海 201800
3 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室，上海 201800
报道了由LD泵浦的Tm∶YAP激光器的研究工作。Tm∶YAP 激光器采用波长为793 nm的 LD进行端面泵浦，腔内声光调Q运转。当激光工作重复频率为300 Hz、输入泵浦功率为37.07 W时，获得了最大单脉冲能量为17.06 mJ、脉冲宽度为26.9 ns的1936 nm激光输出，相应的峰值功率为634.2 kW，在目前已报道的该晶体峰值功率数值中较高。在最大泵浦功率下，激光器在水平和垂直方向上的光束质量分别为1.41和1.34。此外，在激光器连续运转下，采用双法布里-珀罗标准具对激光波长进行调节，光谱调谐范围1932.11~1942.07 nm。
激光器 Tm：YAP晶体 声光Q开关 高峰值功率 2 μm激光 激光与光电子学进展
2023, 60(15): 1514009
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率光纤激光技术实验室，上海 201800
2 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室，上海 201800
3 中国科学院大学材料科学与光电技术学院，北京 100049
2 μm波段激光用途广泛，既可以应用于激光雷达、激光测距和医疗手术等领域，又可以作为中长波红外波段激光器的泵浦源。采用激光二极管直接泵浦掺铥晶体获得2 μm波段激光，是一种直接高效的技术手段，受到了广泛关注。本文介绍了Tm∶YAG、Tm∶YAP和Tm∶YLF脉冲激光器的研究进展，并进行了总结与展望。
激光器 固体激光器 脉冲激光器 激光二极管泵浦激光器 激光材料 2 μm波段 激光与光电子学进展
2023, 60(7): 0700003
1 上海大学理学院, 上海 200444
2 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率光纤激光技术实验室, 上海 201800
3 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室, 上海 201800
4 中国科学院上海光学精密机械研究所强激光材料重点实验室, 上海 201800
不同切割方向的Ho∶YAP晶体的激光输出特性存在差别。针对掺杂浓度为0.5%(原子数分数)的Ho∶YAP晶体开展a、b、c三种切割方向的激光输出特性实验研究。采用最大输出功率为44.3 W的1915 nm掺铥光纤激光器端面泵浦Ho∶YAP晶体,在三种切割方向上均获得了大于20 W的连续激光输出,其中b向切割晶体输出激光的中心波长近2118 nm,最大功率为23.6 W,斜率效率为61.98%,a向切割晶体与b向切割晶体的输出结果相近,c向切割晶体在达到最大输出功率时的中心波长为2129 nm;当采用腔内声光调Q获得脉冲输出时,a、c向切割晶体出现了中心波长偏移和多波长起振现象,而b向切割晶体则获得了中心波长近2118 nm的稳定脉冲输出,且其在重复频率为20 kHz时的最大平均输出功率为22.3 W,脉宽为20 ns,斜率效率为55.22%,光束质量因子分别为 Mx2=1.81和 My2=1.50。选用b向切割的Ho∶YAP晶体更有利于实现稳定且高效的2118 nm连续激光及纳秒级脉冲激光输出。
材料 Ho∶YAP晶体 输出特性 切割方向 2 μm激光
Author Affiliations
Abstract
Shanghai Key Laboratory of All Solid-State Laser and Applied Techniques, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
A high-beam-quality diode-pumped neodymium-doped yttrium aluminum garnet (Nd:YAG) active mirror laser amplifier was demonstrated. The size of the Nd:YAG crystal was 48 mm × 42 mm × 11 mm with 0.6 at.% Nd doped. When the pump energy was 26.8 J and the input energy was 0.3 J, the output pulse energy reached 5.4 J, and the pulse width of 11.3 ns at a 5 Hz repetition rate was obtained for the two gain modules in three-pass amplification, with corresponding optical-to-optical efficiency of 21.2%. The beam quality was measured as Mx2=2.48 and My2=2.43 in horizontal and vertical directions, respectively.
140.3280 Laser amplifiers 140.3460 Lasers Chinese Optics Letters
2018, 16(12): 121402
1 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室， 上海 201800
2 中国科学院大学， 北京 100049
对大口径有源反射镜式片状Nd∶LuAG陶瓷激光增益介质在高功率激光二极管(LD)抽运条件下的热效应及其引入的波前畸变进行了分析。片状Nd∶LuAG陶瓷尺寸为64 mm×6 mm，抽运峰值功率为58.5 kW，抽运光斑大小为32 mm×35 mm，在激光光束的入射角度为15°时对有源反射镜式片状Nd∶LuAG增益介质的热效应和波前畸变进行仿真分析。仿真结果显示在抽运状态时片状Nd∶LuAG陶瓷的最高温度为55.6 ℃; 水平方向和垂直方向引入的负焦距分别为FH=-65.78 m和FV=-77.28 m。模拟放大后激光波前畸变峰谷值为4.33λ(激光波长λ为1064 nm)，波前畸变主要为离焦量导致的像散。在此基础上搭建了相应的实验装置，测得抽运状态下Nd∶LuAG陶瓷的温度分布及引入的激光光束波前畸变。模拟分析数据与实验数据相吻合。模拟计算和实验分析结果为片状Nd∶LuAG陶瓷激光放大系统抽运均匀性的优化及激光光束质量的控制等提供了重要的参考依据。
激光器 有源反射镜式片状放大器 热分析 Nd∶LuAG陶瓷
1 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
搭建了一套氙灯抽运的有源反射镜钕玻璃激光放大器系统。实验研究了有源反射镜钕玻璃激光放大器的增益特性及能量提取。钕玻璃几何尺寸为380 mm×160 mm×30 mm, 掺杂浓度为2.2 %(质量分数)。充电电压为23 kV时, 实验测得系统的小信号增益系数为0.056 cm-1, 储能效率为2.0%。充电电压为22 kV时, 输出激光光斑尺寸为 126 mm ×126 mm, 脉冲宽度为5 ns；预放注入能量为6.67 J时, 激光放大系统获得最大为349 J的能量输出。系统静态波前峰谷(PV)值为8.38λ。
激光器 激光放大器 高功率激光 有源反射镜 钕玻璃 氙灯
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Space Laser Communication and Detection Technology, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 Key Laboratory of High Power Laser Materials, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
In this work, the absorption, fluorescence spectra, and fluorescence decay curve of Nd:Lu3Al5O12, i.e., neodymium lutetium aluminum garnet (Nd:LuAG) ceramic are investigated. A diode-end-pumped Nd:LuAG ceramic laser is demonstrated for the first time (to our knowledge). We present the experiment results of Nd:LuAG ceramic’s continuous wave (CW) and electro-optically (E-O) Q-switched performance. CW output power of 2.5 W is obtained, corresponding to optical-to-optical efficiency of 17.2% and slope efficiency of 24.3%. For the E-O Q-switched setup, the shortest pulse width and the largest pulse energy are measured to be 4.8 ns and 1.96 mJ, respectively. Its optical-to-optical efficiency and the slope efficiency are 17.3% and 28.7%, respectively.
160.3380 Laser materials 140.3380 Laser materials 140.3480 Lasers, diode-pumped 140.3530 Lasers, neodymium Chinese Optics Letters
2015, 13(5): 051602
Author Affiliations
Abstract
1 Shanghai Key Laboratory of All Solid-state Laser and Applied Techniques, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 The Joint Laboratory for High Power Laser Physics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
A diode-pumped master oscillator power amplifier system based on a cryogenic Yb:YAG active-mirror laser has been developed. The performances of the laser amplifier at low temperature and room temperature have been investigated theoretically and experimentally. A maximum output energy of 3.05 J with an optical-to-optical efficiency of 14.7% has been achieved by using the master amplifier system.
diode-pumped solid-state laser Yb:YAG High Power Laser Science and Engineering
2014, 2(3): 03000e18
1 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
设计了基于激活反射式钕玻璃激光放大器的抽运反射结构。反射式钕玻璃激光放大器的抽运结构与传统透射型阵列式片状放大器(MSA)不同，为提高氙灯背向抽运光的利用效率，抽运反射罩的排布与面型需要与结构形式匹配的优化设计。针对反射式钕玻璃激光放大器的独特结构形式，通过Matlab模拟仿真，提出了一种新型短翼仿渐开线型反射罩面型。用光学仿真软件TracePro进行配光追迹，得到了新型抽运反射罩的模拟传输效率，比平板反射器的模拟结果高17.58%。通过氙灯抽运的全尺寸反射式钕玻璃激光放大器实验装置，对优化结果进行了验证，实际效率提高约15.19%。
激光器 放大器 光线追迹 渐开线 反射罩
1 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学，北京 100049
构建了一套氙灯抽运，大口径有源反射镜片状放大器实验装置。实验研究了布儒斯特角入射的有源反射镜钕玻璃放大器的增益特性。钕玻璃几何尺寸为890 mm×450 mm×50 mm，掺杂浓度为1.2%(质量分数)。最佳延时下，测得不同电压下的小信号增益系数和储能效率。充电电压为22 kV，氙灯放电脉宽为0.51 ms时，储能效率为1.94%，小信号增益系数为0.0371 cm-1。实验研究了横向放大自发辐射（ASE）和氙灯发光效率对增益特性的影响。
激光器 激光放大器 有源反射镜 布儒斯特角 氙灯
