1 江苏师范大学江苏省先进激光材料与器件重点实验室,江苏 徐州 221116
2 山东大学光学高等研究中心,山东 青岛 266237
3 同济大学高等研究院物理科学与工程学院,上海 200092
4 江苏省先进激光材料与器件国际合作联合实验室,江苏 徐州 221116
单晶光纤(SCF)具有长径比高、比表面积大、散热好等优势,近年来成为高功率激光振荡器及放大器的选择材料之一。采用光线追迹法,模拟分析了泵浦光在Tm∶YAG SCF中的传播模式及强度分布情况。采用1.7 μm激光二极管(LD)作为泵浦源进行共振泵浦,将模式匹配和泵浦光导波传输结构相结合,实现了Tm∶YAG SCF连续激光运转,在~2.02 μm处获得了7.85 W的功率输出,对应入射泵浦功率的斜效率为46.3%。
激光器 固体激光器 共振泵浦 Tm∶YAG单晶光纤 泵浦导波
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院,天津 300072
2 天津大学光电信息技术教育部重点实验室,天津 300072
3 深圳大学物理与光电工程学院光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室,广东 深圳 518060
报道了基于掺铥光纤可饱和吸收体的单频2.05 μm线性腔铥钬共掺全光纤振荡器。腔内采用4.6 m长的铥钬共掺光纤作为增益介质,并利用未被泵浦的掺铥光纤作为可饱和吸收体实现选频,通过调整可饱和吸收体的长度可优化选频能力。在3.5 W的1570 nm激光泵浦下,获得了最高714 mW的2048.6 nm单频激光输出,相应的斜率效率为25.1%,激光光谱线宽为17 kHz。
激光器 单频光纤激光器 铥钬共掺光纤 可饱和吸收体 2 μm激光
强激光与粒子束
2023, 35(12): 121005
吴健宏 1,2,3杜仕峰 1,2,4,*高昀 1,2,4王海龙 1,2,4[ ... ]彭钦军 1,2,4
1 中国科学院理化技术研究所 固体激光重点实验室,北京 100190
2 中国科学院理化技术研究所 功能晶体与激光技术重点实验室,北京 100190
3 中国科学院大学,北京 100049
4 齐鲁中科光物理与工程技术研究院,山东 济南 250000
报道了一种结构紧凑、高效率、高功率的2 μm棒状Tm∶YAG激光器。通过优化设计三向激光二极管(LD)侧面泵浦激光模块,提高了晶体棒内泵浦光的功率密度。激光谐振腔采用平平腔结构,包含单个激光模块,几何腔长为88 mm,整台激光器结构简单、紧凑且体积小。激光模块通过一个水冷机进行冷却,在冷却温度为12 ℃条件下,获得了最高功率为119 W、波长为2.02 μm的激光输出,光?光转换效率为19.6%,斜率效率达32.7%。该激光器可在最大输出功率下连续稳定运转2 h,功率波动小于1%,晶体端面及光学元件表面不结霜。实验测得x和y方向的光束质量因子分别为21.01和21.68。这种紧凑、可靠、高效的百瓦级2 μm激光器对于医疗和科学研究等应用具有重要意义。
激光器 Tm∶YAG 棒状晶体 LD侧面泵浦 2 μm 结构紧凑 lasers Tm∶YAG rod crystal LD side-pumping 2 μm compact structure
1 江苏师范大学江苏省先进激光材料与器件重点实验室,江苏 徐州 221116
2 同济大学高等研究院物理科学与工程学院,上海 200092
钙钛矿结构的新型Tm∶GdScO3晶体具有平坦且宽带(>450 nm)的增益光谱,可以产生2 μm波段少周期激光脉冲。然而,目前该晶体的锁模激光特性,尤其是其各向异性的超短脉冲输出特性尚未明朗。采用b切的Tm∶GdScO3晶体作为增益介质,通过共振泵浦被动锁模技术,详细研究了其E//a发光方向的飞秒脉冲输出特性,实现了60 fs激光脉冲产生(约9个光学周期),激光中心波长为2034 nm,光谱半峰全宽为80 nm,时间带宽积为0.35,接近傅里叶转换极限。该研究证明了Tm∶GdScO3晶体是实现2 μm波段少周期飞秒脉冲的理想激光材料,所获得的飞秒激光在分子超快动力学、高分辨率分子光谱学等科学研究领域极具应用潜力。
固体锁模激光器 Tm∶GdScO3晶体 超短脉冲 光学学报
2023, 43(22): 2214002
1 深圳大学二维材料光电科技国际合作联合实验室,广东 深圳 518060
2 鹏城实验室,广东 深圳 518060
报道了一种1.85 μm亚纳秒脉宽的Tm∶GdVO4被动锁模激光器。通过使用商用半导体可饱和吸收镜(SESAM)和高透过率的输出耦合镜(OCs),实现了Tm∶GdVO4短波段、亚纳秒脉宽的激光输出。对于连续波(CW)运转,当使用透过率分别为10%、20%和30%的不同OCs时,激光输出功率均超过1 W,在1844、1850、1851、1861、1865 nm波长上分别产生了激光振荡。对于连续波锁模(CWML)运转,通过使用上述不同OCs,均实现了稳定的输出,工作波长均位于1851.6 nm附近,光谱宽度始终不高于光谱仪0.05 nm的分辨率,输出脉宽分别为474、752、651 ps。其中,当使用透过率为30%的OC时,可实现320 mW的最大平均输出功率。
激光器 固体激光器 被动锁模 半导体可饱和吸收镜 亚皮秒 二极管泵浦激光器 Tm∶GdVO4激光器 中国激光
2023, 50(22): 2201004
1 北京雷生强式科技有限责任公司,北京 100015
2 固体激光技术重点实验室,北京 100015
采用感应加热提拉法,通过改进热场、更换原料、二次熔接生长,直接生长出了直径大于40 mm的Tm∶YAP/YAP复合晶体毛坯。复合晶坯等径部分YAP段长21 mm,Tm∶YAP段长44 mm,晶坯外观完整,具有良好的光学均匀性和均匀的应力分布。绿光激光和He-Ne激光照射下,晶坯复合界面无散射、无气泡。复合界面两侧干涉条纹基本连续,透过波前差异小。从复合晶坯上加工出了直径5 mm、总长30 mm、端头不掺杂YAP晶体长4 mm的单端Tm∶YAP复合晶体元件,其光学质量优异。在1 940 nm固体激光器上采用激光二极管单端泵浦进行了激光性能测试,在泵浦注入功率为117.7 W条件下实现了42.8 W激光输出,输出功率、转换效率和光斑质量均优于非复合激光晶体。
掺铥铝酸钇 复合激光晶体 直接生长 提拉法 干涉条纹 激光 Tm∶YAP composite laser crystal direct growth Czochralski method interference fringe laser
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 山东大学物理学院晶体材料国家重点实验室,山东 济南 250100
2 南开大学电子信息与光学工程学院微尺度光学信息基础科学重点实验室,天津 300350
3 山东师范大学物理与电子科学学院山东省光场调控工程技术中心,山东省光学与光子器件重点实验室,山东 济南 250358
利用飞秒激光直写技术制备Tm∶YAP光波导并实现1.9 μm波导调Q锁模激光输出。结合具有金属特性的NbSe2薄膜作为可饱和吸收元件进行光学调制,波导激光输出的激光脉冲重复频率为7.8 GHz,最短脉宽为62 ps。这也是已报道的从Tm∶YAP波导中获得的最短激光脉宽。通过调整泵浦光的偏振,可以获得1855.87/1892.54 nm的双波长激光输出。结果表明,具有金属特性的NbSe2薄膜在调制中红外超快脉冲激光器方面具有较大的应用价值。此外,双波长输出的紧凑型Tm∶YAP波导脉冲激光器在多功能集成光子学研究方面具有较好的应用前景。
激光器 飞秒激光直写 波导激光 Tm∶YAP NbSe2 光学学报
2023, 43(16): 1623018