1 北京理工大学光电学院固体激光实验室，北京 100081
2 中国电子科技集团公司第十一研究所固体激光技术重点实验室，北京 100015
中国激光
2022, 49(21): 2116001
1 北京理工大学 光电学院， 北京 100081
2 中国空间技术研究院 钱学森空间技术实验室， 北京 100094
3 中国计量科学研究院， 北京 100029
激光二极管部分端面泵浦混合腔板条激光器是上世纪90年代后期在德国发展起来的一种新型全固态激光技术。这种激光器结构简单紧凑，散热效果好，模式匹配好，效率高，输出光束质量好。本文介绍了这一激光技术的结构、特点，发展过程中的一些重要研究工作，包括振荡器和放大器。
激光技术 板条激光器 高光束质量 混合谐振腔 激光放大器 laser techniques slab laser high beam quality hybrid resonator laser amplifier
Author Affiliations
Abstract
School of Optics and Photonics, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China
A laser diode partially end-pumped, electro-optically Q-switched, Yb:Y3Al5O12 (Yb:YAG) slab laser was reported. We obtained output energy of 14.6 mJ/pulse with a pulse width of 30 ns at a repetition frequency of 2 kHz, and the corresponding peak power was 480 kW. The beam quality factors M2 in the unstable direction and the stable direction was 1.32 and 1.25, respectively.
140.3480 Lasers, diode-pumped 230.0230 Optical devices Chinese Optics Letters
2019, 17(11): 111405
北京理工大学 精密光电测试仪器及技术 北京市重点实验室, 北京 100081
为了实现大口径光学元件表面轮廓的高精度测量, 提出了一种大承载气浮回转工作台的调心技术, 并研制了一套具有偏心自动调整功能的测控系统。该系统主要由精密气浮回转轴、台达PLC、数显千分表和轮廓仪工作台组成。利用VC++的PLC串口通讯和偏心调整软件的控制, 实现了轮廓仪的自动调心功能。
应用光学 大口径光学元件 大承载 气浮 偏心调整 applied optics large-caliber optical element large bearing flotation eccentric adjustment
针对纳秒量级调Q 宽频带光纤激光器，分别模拟了利用光栅角色散补偿(ASD)，棱镜ASD 以及晶体级联方法对倍频效率的影响。采用LBO 晶体Ⅰ类相位匹配，通过数值求解高斯光束三波耦合方程，得到了入射基频光线宽、聚焦光斑位置、聚焦光斑大小以及晶体长度对倍频转换效率的影响，并对晶体参数进行优化。计算结果显示：直接倍频时，对于5 nm 宽频带激光，倍频效率只有17%；采用光栅角色散补偿可以在大光谱范围内倍频效率达到70%以上；棱镜提供的补偿较小，但也能使倍频效率提高50%；三块晶体级联可以使倍频效率提高130%。
非线性光学 宽带倍频 色散 晶体级联 倍频效率
利用激光二极管(LD)阵列端面抽运Nd:YVO4板条晶体, 结合稳定非稳混合腔, 实现了高功率、高效率、高光束质量的1064 nm和1342 nm激光输出。板条Nd:YVO4晶体掺杂原子数分数为0.3%, 尺寸12 mm×10 mm×1 mm, a轴切割, c轴平行于12 mm方向。采用稳定正支共焦非稳腔, 在抽运功率为265 W时, 得到了123 W的1064 nm连续激光输出, 光光转换效率和斜效率分别为46.4%和52.4%; 在输出功率约为100 W时测得稳腔和非稳腔两个方向的M2因子均为1.3, 输出功率不稳定性小于1%。采用稳定负支共焦非稳腔, 在抽运功率为139.5 W时, 得到35.4 W的1342 nm激光输出, 光光转换效率为25.4%, 在稳腔方向光束质量为M2=1.23; 在非稳腔方向光束质量为M2=1.14。
激光器 激光二极管抽运 Nd:YVO4晶体 板条激光器 混合腔
1 北京理工大学光电学院, 北京 100081
2 EdgeWave GmbH,Schumanstrasse 18B, Wurselen 52146
激光二极管部分端面泵浦混合腔板条激光器(Innoslab laser)是上世纪九十年代后期在德国发展起来的一种新型全固态激光技术。介绍了这一技术的基本结构和优点, 发展过程中的一些重要研究工作,以及国内外研究现状,并对下一步的发展进行了展望。
激光技术 板条激光器 高光束质量 混合谐振腔 调Q laser techniques slab laser high beam quality hybrid resonator Q-switch
报道了采用激光二极管(LD)阵列部分端面抽运Nd:YVO4板条声光(AO)调Q激光输出特性。实验中采用了平-凹稳定谐振腔,输入镜曲率半径500 mm,输出透射率为T=35%,腔长为L=110 mm。Nd:YVO4板条晶体尺寸为12 mm×10 mm×1 mm,a轴切割,c轴平行于12 mm方向,掺杂浓度为0.3%。在抽运功率为104 W,重复频率为40 kHz时,得到最高平均输出功率为40 W,单脉冲能量为1 mJ,脉宽为42.2 ns,光-光转换效率为38.4%;在重复频率为20 kHz时,得到最高平均输出功率为33.3 W,单脉冲能量为1.66 mJ,最短脉宽为21.1 ns。
激光器 板条激光器 激光二极管抽运 Nd:YVO4板条 声光调Q 稳定腔
1 清华大学物理系, 北京 100084
2 Edgewave GmbH, Würselen, 52146, Germany
3 北京理工大学信息科学技术学院, 北京 100081
Q开关激光器在高重复频率运行时，存在“第一脉冲现象”。这不仅在激光的很多工业应用中颇为不利，也会造成不必要的能量损失。基于激光速率方程， 以电光Q开关部分端面泵浦的板条激光器为例，建立了理论模型对电光Q开关激光器的脉冲输出及粒子数积累过程进行模拟。分析了“第一脉冲问题”的产生机理， 并提供了一种通过调制普克尔斯盒上电压脉冲的方法对第一脉冲能量加以控制的方案，并给出了通过这一方法控制第一脉冲问题的理论和实验结果。
激光物理 第一脉冲控制 高压脉冲调制 电光调Q板条激光器 laser physics first pulse control high voltage pulse modulation E/O Q-switched slab laser
针对激光二极管端面泵浦的多段渐变浓度复合板条激光增益介质, 提出了两种选取掺杂浓度的方法, 并分别计算了多段渐变浓度复合板条增益介质的热量、温度及应力分布.结果表明, 与单一掺杂浓度板条增益介质相比, 采用多段渐变浓度复合增益介质可显著降低增益介质内部的温度梯度及最大热应力, 从而提高了激光器整体的损伤极限泵浦功率, 有利于激光器的功率升级.
端面泵浦 多段复合板条增益介质 热效应 有限元法 功率升级 End-pumped Multi-segmented slab Thermal effects Finite element analysis Power scaling
