570 nm附近黄光处于人眼敏感波段,在医疗、生活及科研等领域有重要需求,该波段激光的研究关系到国民经济和前沿科学领域的发展。报道了一种蓝光激光二极管端面抽运Dy-Tb∶LuLiF4晶体的黄光激光器。选用单个蓝光激光二极管和两个蓝光激光二极管合束两种方式作为抽运源分别进行实验,通过温度调节系统解决晶体的产热问题,从而实现抽运光波长为573.9 nm的黄光激光输出。在吸收抽运功率为3.0 W的条件下,输出黄光激光的功率为297 mW,斜效率为12.3%。采用多层黑磷材料为调Q光开关,实现了黄光脉冲激光输出。在吸收抽运功率为2.8 W时,黄光脉冲激光的平均输出功率为54 mW,相应的脉冲宽度为766.8 ns,相应的脉冲能量为2.1 μJ。
激光器 黄光激光 被动调Q技术 Dy-Tb∶LuLiF4 中国激光
2023, 50(22): 2201006
1 太原理工大学新材料界面科学与工程教育部重点实验室,太原 030024
2 山西浙大新材料与化工研究院,太原 030000
3 太原理工大学材料科学与工程学院,太原 030024
4 陕西科技大学材料原子·分子科学研究所,西安 710021
为探究不同铟(In)组分InxGa1-xN势垒对绿光激光二极管光电性能的影响,本文采用SiLENSe(simulator of light emitters based on nitride semiconductors)仿真软件对一系列具有不同In组分InxGa1-xN势垒的激光二极管进行研究,结果发现InxGa1-xN势垒中In组分最佳值为3%,此时结构的斜率效率最高,内部光学损耗最低,光学限制因子最大,性能最优。在具有In0.03Ga0.97N势垒的多量子阱结构基础上,设计了一种组分阶梯(composition step-graded, CSG)InGaN势垒多量子阱结构,提高了激光二极管的斜率效率和电光转换效率,增加了光场限制能力。仿真结果表明,当注入电流为120 mA时,具有CSG InGaN势垒的多量子阱结构,电光转换效率从17.7%提高至19.9%,斜率效率从1.09 mW/mA增加到1.14 mW/mA,光学限制因子从1.58%增加到1.62%。本文的研究为制备高功率GaN基绿光激光二极管提供了理论指导和数据支撑。
绿光激光二极管 光电性能 In组分 组分阶梯InGaN势垒 斜率效率 电光转换效率 green laser diode photoelectric performance In composition composition step-graded InGaN barrier slope efficiency electro-optical conversion efficiency
强激光与粒子束
2023, 35(7): 071005
光子学报
2022, 51(10): 1014005
强激光与粒子束
2022, 34(1): 011007
1 广东工业大学材料与能源学院,广东 广州 510006
2 核工业理化工程研究院,天津 300180
3 华南师范大学广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室,广东 广州 510006
高功率连续绿光激光器在激光显示、生物医疗、有色金属加工等领域有着重要的应用,该研究课题已经成为激光领域的研究热点。为了实现高功率、高效率连续绿光激光的输出,利用窄带光纤光栅搭建了高功率光纤激光器,并以此为基频光源进行倍频技术的研究,得到了带宽小于50 pm的基频光纤激光器,输出功率可达100 W。利用该基频激光以腔外单程方式倍频KTP晶体,实现了11.6 W的532 nm绿光输出,倍频效率为11.6%;利用偏振棱镜将该基频光起偏后得到线偏振光,对透过偏振棱镜的p偏振光进行倍频实验,得到532 nm倍频光的输出功率可达7.3 W,倍频效率为14.2%。以上实验证明利用窄线宽光栅来控制基频光源的光谱带宽,可提高光纤激光器的倍频效率,若将经偏振棱镜分光后被反射出去的s偏振光进行倍频,可得到532 nm绿光,利用合束技术将两束绿光进行合束,有望将绿光功率提高至14 W以上。
激光器 倍频效率 窄线宽光栅 偏振特性 绿光激光器 激光与光电子学进展
2021, 58(19): 1914010
1 长春理工大学 吉林省固体激光技术与应用重点实验室,吉林 长春 130022
2 吉林省计量科学研究院 吉林省计量测试仪器与技术重点实验室,吉林 长春 130103
为了探究提高500 nm附近激光高准确度应用的理论和技术依据,本文采用双泵浦源复合腔结合非线性和频变换,实现腔内两种波长基频光无增益竞争,可提高基频光输出功率,同时在复合腔内进行多次非线性频率变换,通过调控基频光注入功率比,使腔内光子数配比达到1∶1,从而有效提高了光-光转换效率及和频输出功率。对首次建立的理论模型进行了实验验证,分别采用Nd:YAG和Nd:YVO4作为增益介质获取946 nm和1064 nm基频光输出,LBO为和频晶体;通过双泵浦源结构实现946 nm和1064 nm基频光无增益竞争,调节注入LBO光功率,对比注入功率比不同时的和频转换效率及输出功率,最终在基频光注入功率比为1.48∶1(即腔内光子数配比为1∶1)时获得最大输出功率923 mW的501 nm青光。
双泵浦复合腔 功率比 青光激光器 dual-pump complex cavity power ratio cyan laser
1 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
2 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
基于窄线宽线偏振光纤激光单通倍频方案获得了610 W单模绿光输出,倍频效率达到56.27%,光束质量M2为1.05。这是目前报道的基于单通倍频方案获得数百瓦级连续波绿光激光输出的最高效率,可进一步通过两路绿光偏振合束实现千瓦级高亮度绿光激光输出。
激光光学 倍频 相位匹配 绿光激光 光纤激光 中国激光
2021, 48(13): 1315002
1 中国科学院半导体研究所集成光电子学国家重点实验室, 北京 100083
2 中国科学院大学材料科学与光电技术学院, 北京 100049
详细研究了n型AlGaN限制层与InGaN上波导对GaN基绿光激光器光场分布与电学特性的影响,结果表明:增加n型AlGaN限制层厚度或提高InGaN上波导中的铟组分可以明显抑制GaN基绿光激光器的光场泄漏,改善光场分布;相比In0.02Ga0.98N上波导,采用更高铟组分的In0.05Ga0.95N上波导可增加光场限制因子,改善绿光激光器的性能。综合调控n型限制层和上波导才能有效改善GaN基绿光激光器的光场分布,提高激光器的性能。
激光光学 氮化镓 绿光激光器 光场分布
设计了一种结构紧凑、性能稳定、成本低的腔内和频单纵模593.5 nm黄光激光器。采用线性平凹腔结构,LD端面泵浦Nd∶YVO4晶体产生1064 nm和1342 nm双波长激光束;通过KTP(KTiOPO4)Ⅱ类临界相位匹配在腔内和频产生593.5 nm连续黄光激光输出。利用由单个布氏片(BP)与和频晶体KTP构成的双折射滤波片进行选频,在泵浦功率为5.0 W时,593.5 nm和频光单纵模输出功率为30 mW,方均根噪声为0.8%,线宽为150 MHz。此时,检测到1064 nm和1342 nm基频光均为单纵模状态。实验结果表明,在和频激光器中,利用双折射滤波片技术使得基频光次振荡纵模损耗≥1.5%,即可以实现单纵模和频激光输出。
激光器 LD泵浦 KTiOPO4晶体 和频 黄光激光器 单纵模