山西大学物理电子工程学院 山西 太原 030006
低噪声的全固态单频Nd:YVO4激光器在量子精密测量和引力波探测中有重要的应用。激光器的弛豫振荡是影响激光器噪声水平的主要因素, 优化激光器的泵浦、输出耦合透射率和内腔损耗等参数, 只能微小改善激光器的强度噪声, 调整或改变激光器的弛豫振荡状态才是有效降噪方式。光电负反馈技术, 通过对噪声传递函数的增益和相位的改变有效抑制了弛豫振荡; 注入锁定技术, 通过低噪声注入场的影响来改变弛豫振荡状态, 从而有效抑制弛豫振荡噪声。利用光电负反馈和注入锁定两种技术相结合, 在反馈光束分束ε=10%、反馈回路直流增益g=15textdB、相位超前φ=60°、注入锁定功率放大因子H=20时, 可使声频区的激光器强度噪声降低5dB、弛豫振荡峰值噪声降低39dB。
全固态单频Nd:YVO4激光器 强度噪声 光电负反馈技术 注入锁定技术 All-solid-state single frequency Nd:YVO4 laser intensity noise optoelectronic negative feedback technique injection locking technique 量子光学学报
2023, 29(4): 041001
西安航空学院材料工程学院, 陕西 西安 710077
白光LED是指稀土掺杂的荧光粉被蓝光芯片或紫外芯片激发后获得各种室温发白光的器件。 该种光致发光的实现方式是一种新型全固态照明光源, 具有节能、 环保及绿色照明等优点, 被誉为第四代照明光源。 对于现代设施农业, 480～500nm之间的蓝光有一种调整植物节律的作用, 对植物生长是有益的。 蓝光在绿色植物的光合作用和光形态中起着重要的作用, 绿色植物通过叶绿素、 胡萝卜素、 叶黄素和光敏素来捕获太阳光进行光合作用, 适合植物生长的LED灯可提高光合作用效率, 但传统的光源由于光质问题难以调节光波长, 在这种情况下, 需要将太阳光谱成分中380 nm以下的紫外光转换成蓝光, 可提高作物光能利用率。 所以, 高光效、 高热稳定性蓝色荧光粉已成为全光谱照明、 光生态农业等领域的重要材料。 蓝色荧光材料在近紫外（NUV）芯片激发的白光用发光二极管（W-LED）的制造中起重要作用。 采用高温固相法制备YVO4∶Tm3+蓝色荧光粉, 通过X射线衍射仪、 扫描电子显微镜、 荧光光谱仪等检测手段对样品的物相结构、 表观形貌及发光性能进行表征分析。 结果表明: 通过高温固相法1 100 ℃下煅烧2 h可以制备出YVO4∶Tm3+蓝色荧光粉, 粉体呈2 μm左右的球形, 激发峰位于319 nm紫外区域, 发射峰位于479 nm蓝光区域, 样品色坐标位于（0.104 4, 0.122 4）, 是一种有望应用于白光LED的蓝色荧光粉。
蓝色荧光粉 白光LED 光致发光 YVO4∶Tm3+ YVO4∶Tm3+ Blue-emitting Phosphor WLED Photoluminescence
Author Affiliations
Abstract
1 College of Science, Hohai University, Nanjing 211100, China
2 College of Computer and Information, Hohai University, Nanjing 211100, China
A diode-pumped continuous-wave laser operating on the and transitions was demonstrated for the first time, to the best of our knowledge. An a-cut crystal with 1.5% (atomic fraction) ion concentration was used to characterize the laser behavior. A common commercial laser diode with a central wavelength of 790 nm and a bandwidth of 3.2 nm was utilized as a pump source. With an output coupler for the and transitions, simultaneous three-wavelength laser operation was achieved. The laser emissions at 2292 and 2363 nm in -polarization and at 2108 nm in -polarization were realized. With an incident pump power of 22 W, the total output power of 1.17 W at 2292, 2363, and 2108 nm was obtained. The output power at 2292 and 2363 nm was measured to be 750 mW, and the output power at 2108 nm was measured to be 420 mW.
Tm:YVO4 crystal three-wavelength 3H4 → 3H5 transition Chinese Optics Letters
2023, 21(3): 031401
1 北京理工大学光电学院，北京 100081
2 信息光子技术工业和信息化部重点实验室，北京 100081
3 光电成像技术与系统教育部重点实验室，北京 100081
介绍了一种无法拉第旋光器的驻波腔再生放大器，通过利用偏振片的剩余反射率，实现种子激光注入与再生腔输出激光输出的光路分离。最终，在10 kHz重复频率下，实现了平均功率为4.87 W的放大皮秒脉冲激光输出，对应的脉冲宽度为53 ps，激光光束质量因子为M2<1.19。
激光光学 再生放大器 驻波腔 法拉第旋光器 Nd∶YVO4 光学学报
2022, 42(23): 2314001
1 沈阳理工大学 理学院，沈阳
2 中国人民解放军32124部队，吉林 延吉
3 鞍山紫玉激光科技有限公司，辽宁 鞍山
介绍了基于电光调Q与MOPA技术的高重频、窄脉宽的1 064 nm和532 nm双波长固体激光器。采用Nd:YVO4晶体作为激光增益介质，加以电光调Q，得到1 064 nm本振激光输出，为获得稳定脉冲激光输出，在激光器本振级的基础之上，再将其进行两级行波放大，当两级放大级泵浦电流均为6.7 A，重复频率为10 kHz时，实现了输出功率为31.4 W，脉宽为6.2 ns的基频光输出，功率稳定性RMS为0.25%，采用腔外倍频获得16.6 W的532 nm激光输出，1 064 nm基频光到532 nm倍频光的转换效率可达53%。
高重频 窄脉宽 双波长 high repetition rate narrow pulse width master oscillator power-amplifier (MOPA) MOPA Nd:YVO4 Nd:YVO4 dual-wavelength
1 天津大学 精密仪器与光电子工程学院 激光与光电子研究所，天津 300072
2 光电信息技术教育部重点实验室，天津 300072
3 齐鲁工业大学(山东省科学院) 激光研究所，山东 济南 250014
4 南开大学 物理科学学院，天津 300071
报道了一款基于调制共振泵浦技术的Nd:YVO4自拉曼激光器。针对全固态自拉曼激光器中热效应严重导致的激光器输出功率及光光效率普遍偏低的问题，合理地将共振泵浦技术和调制泵浦技术相结合，实现了激光器的有效热管控，缓解了激光器的热效应，提高了泵浦上限，从而实现了激光器输出功率和光光效率的大幅提高。当泵浦源的调制频率为10 kHz、占空比为40%、平均泵浦功率为30 W、声光Q开关的调制频率为100 kHz时，获得了最大平均功率为8.57 W的1176 nm斯托克斯光输出，相应光光转换效率28.6%。相较于相同泵浦功率的连续泵浦机制下的实验结果，斯托克斯光平均输出功率提高了42%，光光效率提高了8.5%。实验结果表明：共振泵浦和调制泵浦技术相结合的方式可以有效缓解热效应，提高泵浦功率上限，从而提高自拉曼激光器的输出功率和光光效率。
自拉曼激光器 Nd:YVO4激光器 二极管调制泵浦 共振泵浦 self-Raman laser Nd:YVO4 laser diode-modulated pumped in-band pumping 红外与激光工程
2021, 50(12): 20200227
Author Affiliations
Abstract
1 Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 School of Physics and Optoelectronic Engineering, Xidian University, Xi’an 710071, China
4 Songshan Lake Materials Laboratory, Dongguan 523808, China
5 CAS Center for Excellence in Ultra-intense Laser Science, Shanghai 201800, China
We demonstrate nonlinear pulse compression of an 8 kHz Nd: picosecond laser using the multi-pass-cell (MPC) technique with fused silica as the nonlinear medium. The pulse duration is compressed from 12.5 ps to 601 fs, corresponding to a pulse shortening factor of 20.8. The output pulse energy is 154 μJ with an efficiency of 74.5%. To the best of our knowledge, this is the highest pulse compression ratio achieved in a single-stage MPC with bulk material as the nonlinear medium. The laser power stability and the beam quality () before and after the MPC are also experimentally studied. Both the laser power stability and the beam quality are barely deteriorated by the MPC device.
multi-pass cell Nd:YVO4 compression ratio femtosecond laser Chinese Optics Letters
2021, 19(9): 093201
本文报道了在自动控制直径条件下大尺寸YVO4晶体的提拉法生长研究。利用改进的上称重法生长大尺寸YVO4晶体，在提拉法单晶生长过程中，晶体扩肩部分采用斜率积分模式，转肩部分采用斜率积分过渡到直径积分模式，等径部分采用直径积分模式，应用这种分段控制方式成功地实现了YVO4晶体的自动化生长。采用4台50型自动化生长炉对YVO4晶体自动化生长工艺进行了长达一年的可靠性验证，预设技术目标为晶体直径大于40 mm，等径部分长度大于30 mm，B级晶体质量达 80%以上，采用自动控制方法生长晶体毛坯共计138个，晶体直径达标率为99.3%，等径部分长度达标率为53.6%，晶体生长良品率为88.4%。本文还讨论了影响晶体等径部分长度达标率的若干工艺因素。
YVO4晶体 自动控制直径 改进的上称重提拉法 直径积分模式 斜率积分模式 提拉炉 可靠性验证 YVO4 crystal autocontrolled diameter modified up-weighing method diameter integral mode slope integral mode Czochralski furnace reliability verification
为了提高高重频掺钕钒酸钇激光器的放大效率, 提出了一种针对Nd∶YVO4单轴晶体的新型双程放大方式, 采用法拉第隔离器与Nd∶YVO4晶体旋转45°放置的方式, 使得种子激光在往返通过晶体时的线偏方向均为π偏振方向。结果表明, 在100W抽运功率下, 1W种子激光采用该双程放大方式的输出功率能够达到36.2W, 放大效果较之偏振片与λ/4波片组成的双程放大结构提高了41.5%。本研究对以Nd∶YVO4单轴晶体为放大级的弱种子激光放大有重要意义。
激光器, 双程放大, Nd∶YVO4晶体, 窄脉冲, π偏振 lasers, double-pass amplification, Nd∶YVO4 narrow pulse π polarization
