1 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室，上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心，北京 100049
利用腔内倍频532 nm激光器抽运单谐振光学参量振荡器（SRO），设计了一种可输出972 nm激光的脉冲激光器，通过腔外倍频成功获得486 nm蓝光。在重复频率为1 kHz的条件下，当532 nm激光脉冲能量为3.87 mJ时，972 nm SRO信号光单脉冲能量可达0.96 mJ，此时获得最大转换效率24.8%，与理论计算值22.3%相近。倍频后获得最大能量为49 μJ的486 nm蓝光脉冲，脉冲宽度约为6.9 ns，最大倍频效率为5.3%。
激光光学 蓝光激光 光参量振荡 腔外倍频 三硼酸锂晶体 全固态激光 中国激光
2023, 50(22): 2201007
1 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光传输与探测技术重点实验室，上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心，北京 100049
3 中国科学院上海光学精密机械研究所航天激光工程部，上海 201800
利用偏硼酸钡（BBO）倍频晶体，实现了1064 nm激光泵浦金刚石拉曼激光器的高重复频率紫外激光脉冲输出。搭建了腔内倍频金刚石拉曼激光器，实现了620 nm激光输出。当1064 nm泵浦光的功率为4.0 W时，620 nm输出激光的功率为550 mW，转换效率约为13.7%。通过BBO晶体腔外倍频，获得了平均功率约为48 mW的310 nm紫外激光脉冲输出，脉冲重复频率为2 kHz，脉冲宽度约为761.8 ps，倍频效率约为8.7%。
激光器 紫外激光器 拉曼激光器 倍频 中国激光
2023, 50(22): 2201005
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 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Pilot National Laboratory for Marine Science and Technology, Qingdao 266237, China
A 222 nm all-solid-state far-ultraviolet C (UVC) pulse laser system based on an optical parametric oscillator (OPO) and second-harmonic generation (SHG) using (BBO) crystals was demonstrated. Pumped by a laser with a repetition rate of 100 Hz at 355 nm, the maximum signal laser pulse energy of 1.22 mJ at 444 nm wavelength was obtained from the BBO-OPO system, corresponding to a conversion efficiency of 27.9%. The maximum output pulse energy of 164.9 µJ at the 222 nm wavelength was successfully achieved, corresponding to an SHG conversion efficiency of 16.2%. Moreover, the tunable output wavelength of UVC light from 210 nm to 252.5 nm was achieved.
all-solid-state pulse laser UVC disinfection optical parametric oscillator second-harmonic generation Chinese Optics Letters
2023, 21(1): 011401
1 中国科学院上海光学精密机械研究所中科院空间激光信息传输与探测技术重点实验室，上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心，北京 100049
海洋探测激光雷达和水下无线光通信应用对激光发射源的波长、重复频率和峰值功率等均提出了特殊的要求。具有高峰值功率的蓝绿波段纳秒脉冲激光，尤其是在大洋水中衰减系数更小的蓝光，在海洋主动遥感和信息高速传输中有着十分重要的应用。对国内外蓝光脉冲激光器技术的发展现状进行了综述，并从高重复频率、多波长和大能量、高峰值功率两种类型的应用需求出发，详细介绍了针对486.1 nm夫琅禾费暗线的蓝光脉冲激光器的最新研究工作。
激光器 蓝绿激光 夫琅禾费暗线 光学参量振荡器 非线性频率变换 光学学报
2022, 42(17): 1714002
1 中国科学院上海光学精密机械研究所, 空间激光传输与探测技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 材料与光电研究中心, 北京 100049
3 上海市激光技术研究所, 上海市激光束精细加工重点实验室, 上海 200233
扩散冷却、射频激励的板条结构CO2激光器具有效率高、体积小和光束质量好的优势, 在激光精密退火、工业加工等应用领域越来越被重视。高功率射频激励、扩散冷却板条CO2激光器在千瓦级及以上的CO2激光精密加工及微电子装备中占有重要地位, 已成为高功率、高光束质量连续CO2激光器的主流发展方向。就CO2激光器技术发展, 重点围绕射频驱动板条结构高功率CO2激光器技术的国内外研究动态进行了调研, 梳理了技术发展阶段及应用情况, 并对技术发展趋势进行了展望。
板条CO2激光器 射频激励 扩散冷却 高功率 slab CO2 laser RF excitation diffusion cooling high power
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 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Pilot National Laboratory for Marine Science and Technology, Qingdao 266237, China
A single-resonant low-threshold type-I (BBO) optical parametric oscillator (OPO) with tunable output from 410 nm to 630 nm at 5 kHz repetition rate is reported. By taking the noncollinear phase matching method, low-threshold OPO operation could be obtained compared with the configuration of collinear phase matching, and the maximum optical–optical conversion efficiency of 11.8% was achieved at 500 nm wavelength when 0.4 mJ pump pulse energy was applied. When the noncollinearity angle was preset at 1.6°, 4.8°, and 6.3°, a continuously tuning output with a total spectral range of 220 nm was successfully obtained by adjusting the phase matching angle of the BBO crystal.
optical parametric oscillator noncollinear phase matching low threshold high pulse repetition frequency widely tunable spectrum range Chinese Optics Letters
2022, 20(2): 021403
1 南京邮电大学电子与光学工程学院, 微电子学院, 江苏 南京 210046
2 南京先进激光技术研究院先进全固态激光技术研发中心, 江苏 南京 210046
3 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
随着医学光声成像和荧光探测技术的迅速发展,波长为1197 nm的激光光源,特别是拉曼激光器受到了人们的关注。但目前1197 nm拉曼激光器存在的主要问题是输出能量低、稳定性较差等。为此提出了一种结构紧凑、高效率、大能量拉曼激光器的设计方案和原型样机制备。当300 mJ的1064 nm激光注入到腔外的硝酸钡晶体时,可获得能量为137 mJ、脉宽为7.4 ns的1197 nm激光输出,拉曼转换效率最高达到46.6%,1 h内能量稳定度为0.48%。该样机的输出特性优良,已成功用于医学光声成像,具备良好的产业化前景。
激光器 固体激光器 受激拉曼散射 Ba(NO3)2晶体 高效率 中国激光
2021, 48(20): 2001001
1 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光传输与探测技术重点实验室，上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心，北京 100049
簇式脉冲输出激光器在非平面激光诱导荧光诊断、激光精细加工、激光遥感探测等领域具有广泛的应用前景。根据技术路线不同，系统阐述了基于调制选取脉冲法和基于泵浦脉冲调Q法实现的簇式脉冲序列输出的激光器发展历程，着重分析了各自的技术特点，并对簇式脉冲序列输出激光器的发展趋势进行了展望。
激光技术 簇式脉冲激光器 高重复频率 大能量 主振荡功率放大技术 激光与光电子学进展
2021, 58(17): 1700003
1 中国科学院上海光学精密机械研究所 空间激光信息传输与探测技术重点实验室，上海 201800
2 中国科学院大学 材料与光电研究中心，北京 100049
机载激光雷达已经应用于浅海地形测绘，与激光器、接收望远镜和探测器一样，水深提取算法也是决定系统最大测深能力的关键环节。常规的水深提取算法是对单个激光雷达采集的波形数据进行处理，通过提取波形中的海表和海底位置实现水深测量，这种方法在提取水深较深的海底微弱回波信号时，易受海水散射层强信号的影响，导致水深提取能力和准确度下降。为了解决这一问题，将一维回波波形数据按采集顺序组合成二维的回波强度图像，图像的每一列代表一条回波波形，图像的灰度值对应着回波信号强度。利用图像的横向相关性，通过双边滤波、局部阈值二值化等图像处理方法，提取出海底回波信号廓线。该方法一方面提升了海底回波的提取能力，一方面避免散射层信号对海底微弱信号的干扰，为浅海地形、水下目标一体化探测提供新的数据处理方式。
激光雷达 水深提取 图像处理 图像分割 lidar water depth extraction image processing image segmentation 红外与激光工程
2021, 50(6): 20211034
1 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光传输与探测技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
3 中国科学院上海光学精密机械研究所航天激光工程研究室, 上海 201800
针对基于航空和航天平台的激光雷达对2 μm波段激光源的特殊需求,设计一种声光调Q、传导冷却(Tm, Ho)∶YLF晶体和波长为2051 nm的激光器。在4腔镜8字形环形谐振腔结构中,采用自主设计的侧面抽运楔形镜波导光学耦合系统实现均匀抽运(Tm, Ho)∶YLF晶体,从而实现高光束质量、百纳秒脉宽和2051 nm波长的调Q脉冲激光的稳定输出。当激光器的输出重复频率为1 Hz时,最高单脉冲能量达到141 mJ,脉冲宽度约为103 ns,此时光-光转换效率达到4.3%,实验测得光束质量因子在x和y方向上分别为1.22和1.08。
激光器 侧面抽运 (Tm Ho)∶YLF晶体; 声光调Q 楔形镜耦合系统 中国激光
2021, 48(13): 1301005
