A high-average-power, high-repetition-rate dual signal optical parametric oscillator based on periodically poled MgO-doped lithium niobate (PPMgLN) with a phase-reversed grating is reported. The pump laser is an acousto-optically Q-switched Nd:YVO4 laser with a maximum average power of 7.6 W. When the repetition rate is 50 kHz and the pulse width of the pump source is 23 ns, the maximum average dual signal output power is about 1.9 W, leading to a conversion efficiency of 25%. Over a 30-min interval, the instability of the signal power measured is less than 0.5%.

利用声光调Q Nd:YVO4激光器输出的1064 nm激光抽运周期极化掺氧化镁LiNbO3(PPMgLN)晶体,实现了角度调谐的双信号光运转准相位匹配(QPM)光参量输出。PPMgLN晶体长50 mm,具有周期相位反转结构,极化周期29.6 μm,相位反转周期6.808 mm,利用外加电场极化法制作,极化沿晶体的z向进行。在晶体外部旋转角度为0°-8°范围内,实现了双信号光波在1474.8-1479 nm和1489.5-1495.2 nm波段的快速调谐输出。对角度调谐准相位匹配进行了相应的理论分析,理论结果与实验值较为一致。

将多周期极化铌酸锂(PPLN)晶体置于激光二极管(LD)端面抽运的声光调Q Nd∶YVO4激光器谐振腔内,实现了准相位匹配内腔光学参量直接产生(QPM-IOPG)。PPLN晶体长20 mm,利用外加电场极化法制作,极化沿晶体的z向进行。设定声光Q开关重复频率为19 kHz,通过温度调谐和周期调谐,获得了信号光在1384～1541 nm范围内的连续输出,脉冲宽度约为80 ns。在PPLN晶体温度为140 ℃,极化周期为29 μm时,内腔光参量产生的阈值仅为0.93 W,在3 W激光二极管抽运功率下,获得了140 mW的信号光输出;在极化周期为26.5 μm时,内腔光参量产生的阈值增大到1.36 W,在3 W激光二极管抽运功率下,获得了105 mW的信号光输出。分析了不同极化周期下阈值和转换效率存在差异的原因,对内腔光学参量产生的阈值进行了理论分析和计算。

采用808 nm光纤耦合输出激光二极管(FCLD)单端端面抽运Nd:YVO4晶体,采用四镜折叠环行腔,在腔内插入法拉第旋光器和半波片实现激光的单向运转以抑制空间烧孔效应,并在腔内加入标准具,最终实现连续单频1064 nm激光输出。在24.6 W抽运功率时,最高输出功率达到9 W,光-光转换效率为36.6%,M2因子约为1.14,频率漂移约200 MHz。

利用周期极化化学计量比掺氧化镁LiTaO3晶体(PP-MgO∶SLT),对半导体激光器(LD)端面抽运的1064-nm-Nd∶YVO4激光器进行了一阶准相位匹配(QPM)内腔倍频(ISHG)。PP-MgO∶SLT晶体长20 mm,极化周期为7.93 μm(室温下),利用外加电场极化法制作,极化沿晶体的z向进行。实验中基频光波和倍频光波均沿晶体z向偏振以利用其最大的有效非线性系数。Nd∶YVO4激光器选用三镜折叠腔结构,在半导体激光器抽运功率为11 W,晶体温度为70.4 ℃时,产生了最大输出功率为2.1 W的连续绿光激光,光-光转换效率为19%。同时对PP-MgO∶SLT晶体外腔单程倍频下的转换效率与晶体温度间的关系进行了理论研究。实验中测得的内腔倍频的允许温度要远大于外腔单程倍频；另外,观察到随着晶体温度的变化倍频光功率出现突然下降的现象,并给出了相应的讨论。

对周期性极化高掺镁铌酸锂倍频过程进行了准相位匹配倍频理论研究。在室温下通过外加电场极化法，用较低的极化开关电场～5.5 kV/mm，在厚为1 mm、长为10 mm、宽为10 mm的掺镁铌酸锂基片上成功地制备了周期为5.8～7.3 μm(间隔0.3 μm)的一阶准相位匹配倍频周期性极化光学微结构。将温度控制在70 ℃左右，以波长为1.064 μm的Nd∶YAG激光为基频光源，对所研制的光学微结构样品进行倍频通光实验验证。当入射基频光为920 mW时，可以获得约15 mW的532 nm准连续倍频蓝光输出，其归一化转换效率高达1.77 %/W。

设计了用于PAL电视信号的转镜-振镜激光扫描系统,转镜面数n=40,转速ω=390.625r/s.得到了屏上行扫描光斑移动速度的解析公式.依此公式得到屏上水平方向的曝光量(或图像畸变)的特点,即画面左右两边缘也就是行的始末点的曝光量约为中间32μs时刻曝光量的97.7%.

报道了一台高功率内腔倍频全固态Nd∶YAG绿光激光器，针对KTP晶体热效应和激光热稳定腔，采取了对KTP晶体进行低温冷却的优化措施，以便减少KTP晶体的热效应导致的相位失配，同时兼顾了Nd∶YAG棒的热致双折射效应和KTP晶体热透镜效应，设计了热稳定谐振腔；实验中采用80个20 W激光二极管阵列侧面抽运Nd∶YAG棒和Ⅱ类相位匹配KTP晶体(在27 ℃时相位匹配角为=23.6°；θ=90°，尺寸为7 mm×7 mm×10 mm)内腔倍频技术，谐振腔腔长为530 mm，KTP晶体的冷却温度为4.3 ℃，抽运电流为18.3 A时，实现平均功率达104 W、脉冲宽度为130 ns的532 nm激光输出；其重复频率为20.7 kHz。光光转换效率为10.2%。

根据几何光学原理,推导出转镜-振镜扫描系统物镜前振镜上光斑移动速度的解析表达式.系统本身的结构特点是产生扫描非线性和非对称性的根源,并会引起图像畸变.对设计的40面,半径40mm,转速为23437.5r(min-1的转镜-振镜系统的数值计算结果表明,行扫描中最大速度差约为6m.s-1,时间对称中心从32μs改变到约30.7477μs.此结果可作图像畸变修正的参考.

提出了在周期极化LiNbO3-光学参量振荡(PPLN-OPO)中伴有四波混频(FWM)的发生,论述了PPLN-OPO中的抽运光λ3(1064 nm),信号光λ1(1500 nm),闲频光λ2(3660.55 nm),信号光λ1的倍频光λ4(750 nm),满足FWM的频率匹配与准相位匹配的条件,初步建立了PPLN-OPO-FWM的过程理论体系,进行了光学系统装置的实验,理论分析与实验结论相吻合.