Author Affiliations
Abstract
1 National Key Laboratory on Solid-State Laser, Beijing 100015, China
2 University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China
3 Institute for Laser Science, University of Electro-Communications, Tokyo 182-8585, Japan
A rotating neodymium-doped yttrium aluminum garnet (Nd:YAG) disk laser resonator for efficiently generating vector beams with azimuthal and radial polarization is demonstrated. In the study, the laser crystal rotary for thermal alleviation and polarization discrimination uses c-cut ytterbium vanadate (YVO4). The laser output could be switched between azimuthal and radial polarizations by simply adjusting the cavity length. The laser power reached 4.38 W and 4.64 W for azimuthally and radially polarized beams at the slope efficiencies of 45.3% and 48.5%, respectively. Our study proved that an efficient, high-power vector rotary disk laser would be realistic.
cylindrical vector beam rotary disk polarization Chinese Optics Letters
2020, 18(12): 121401
对用于高功率半导体激光器的叠片式微通道热沉进行方案设计，利用计算流体力学和数值传热学对各种方案进行数值仿真，研究了微通道的特征尺寸和流量等因素对冷却效果和流动阻力特性的影响，一般情况下，减小微通道的特征尺寸和增加冷却水的流量可以降低传热热阻，但增加了流动压力损失;另外对金刚石热扩散片（次热沉）的效果也进行了数值计算，计算结果表明:金刚石热扩散片在该类型问题中降低温度作用明显。
半导体激光器 热沉 微通道 热流密度 计算流体力学 laser diode heat sink micro-channel heat flow density computational fluid dynamics
1 固体激光技术国家级重点实验室, 北京100015
2 华北光电技术研究所, 北京100015
采用“8”字结构环形谐振腔,进行了连续激光二极管单端泵浦Nd:YVO4激光器的实验研究。在室温下当泵浦功率为25.4W时,获得稳定1064nm单频激光输出功率为7.7W,光-光转换效率30.3%; 光束质量为M2X=1.15和M2Y=1.18; 3h功率不稳定度优于1%。
单频激光器 激光二极管 单端泵浦 single-frequency laser Nd:YVO4 Nd:YVO4 laser diode single-end-pumped
华北光电技术研究所固体激光技术国家级重点实验室, 北京 100015
为研制高功率的板条功率放大模块, 对Nd:YAG板条激光器的增益介质的热结构进行了研究。采用有限元方法仿真了高功率激光二极管阵列端面抽运Nd:YAG板条介质的温度、应力分布, 数值模型考虑了抽运光在介质内的不均匀分布。结果表明,板条介质掺杂和未掺杂结合部位温度和应力最高, 是整个板条介质的薄弱环节, 应优化设计避免板条破裂。以此为参考设计高功率放大模块, 而后搭建激光放大链路, 种子光功率2.5 W, 通过一级预放模块四程放大后, 再经过四级功放模块双程放大, 实现了11 kW激光输出。实验中测量了高功率抽运条件下增益介质的温度分布,与数值仿真结果基本符合。
激光器 高功率固体激光器 Nd:YAG板条激光器 热效应
1 固体激光技术国家级重点实验室,北京 100015
2 华北光电技术研究所,北京 100015
报道了连续激光二极管单端抽运Nd:YVO4环形腔结构的单频激光器实验研究。为了减小激光器的热效应,实验中采用了一种新型的抽运结构形式并获得了良好的实验效果。在室温下工作物质采用自然散热,当抽运功率为22.5 W时,获得了9.9 W的1064 nm单频激光输出,对应的光光转换效率约为44.1%;光束质量为M2x=1.14和M2y=1.12;输出激光1 min内频率漂移约为83.7 MHz;7 h功率不稳定度优于0.5%。
激光器 单频激光器 环形腔 端面抽运 光光转换效率 Nd:YVO4晶体
华北光电技术研究所 固体激光国家级重点实验室,北京 100015
报道了连续激光二极管单端抽运Nd:YVO4单频激光器的实验研究。对“8”字结构环形谐振腔在稳腔条件下,基于热透镜效应分析了工作物质中心本征模半径与抽运光平均光斑半径的关系。工作物质热沉采用自然散热,当抽运功率为30.3 W时,获得了稳定的1064 nm单频激光输出,功率为10.48 W (线偏振光功率为10.02 W);光-光转换效率约为34.6%;光束质量为M2X=1.18和M2Y=1.19;1 min内输出激光频率漂移小于70 MHz;4 h功率不稳定度优于0.5%。
激光器 单频激光 环形腔 单端抽运
固体激光技术国家级重点实验室, 北京 100015
研究了基于主振荡-功率放大(MOPA)结构的高重频窄脉宽光纤激光器的输出特性及影响因素。分析了高功率输出条件下, 受激拉曼散射(SRS)对激光增益特性和光谱特性的影响, 指出SRS是限制光纤激光器功率提高的主要原因。通过扩大增益光纤的有效模场面积、缩短光纤长度, 有效抑制了SRS的产生, 获得了平均功率64 W, 重复频率50 kHz, 脉冲宽度14 ns的脉冲激光输出。分析了光纤弯曲对激光输出特性的影响, 结果表明, 适当减小光纤的盘绕直径可以在一定程度上改善输出激光的光束质量。
激光器 光纤激光器 主振荡功率放大 受激拉曼散射 弯曲直径
进行了激光二极管侧抽运Nd∶YLF多程放大实验研究。设计了高增益的激光二极管侧抽运Nd∶YLF放大腔,通过对放大器的优化设计避免了自激的出现。放大器工作波长为1053 nm,工作物质为c轴Nd∶YLF,重复频率1 Hz,采用单个放大腔四程放大的光路结构,放大腔总抽运功率为1.8 kW,激光二极管的中心波长为797 nm,放大腔中激光二极管采用环状密耦合的方式,实现了高效抽运。种子激光能量为0.1 μJ,脉宽为7.5 ns,M2≤1.1,稳定性为±8%。放大器输出能量为2.9 mJ,脉宽为6.7 ns,M2平均为1.65,稳定性为±6.9%,总增益为2.9×104倍。
激光技术 激光二极管侧抽运 Nd∶YLF晶体 多程放大
