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 1.中国科学院 福建物质结构研究所, 福州 350002
2 2.福州大学 化学学院, 福州 350116
3 3.福州大学 材料科学与工程学院, 福州 350116
4 4.中国福建光电信息科学与技术创新实验室(闽都创新实验室), 福州 350108
近年来, 黄色激光晶体在激光显示、激光医疗、激光雷达(光探测和测距)、玻色-爱因斯坦凝聚、原子冷却和俘获等领域具有广泛的应用, 吸引了研究人员极大的兴趣。随着蓝光LD泵浦源的商用化, 直接泵浦Dy3+掺杂激光晶体可输出黄色激光, 对应4F9/2→6H13/2跃迁。本工作采用提拉法生长了Dy3+掺杂浓度分别为0.5%、1.0%、2.0%、3.0%和4.0%(原子分数)的Dy3+: Y3Al5O12(Dy:YAG)晶体, 并分析了晶体开裂的原因。基于Judd-Ofelt理论计算了J-O强度参数, 并利用其评估了不同掺杂浓度的Dy:YAG晶体的其它激光参数。综合讨论了Dy3+掺杂浓度对荧光分支比、受激发射截面、量子效率等光谱性能的影响。在五个晶体样品中, 1.0%Dy: YAG晶体在447 nm激发下实现了582 nm最大的受激发射截面值和最强的荧光强度值, 荧光寿命较长, 达到0.823 ms。与之相比, 2.0%Dy: YAG晶体发射参数值略低, 但是其吸收系数更大。研究结果表明, 激光二极管泵浦的Dy:YAG黄色激光晶体中Dy3+离子的浓度为1.0%和2.0%较为合适, 并基于2.0%Dy: YAG晶体实现了连续黄色激光输出, 最大功率为166.8 μW, 激光峰值波长为582.5 nm。
YAG晶体 Dy3+ 晶体生长 荧光特性 黄色激光 YAG crystal Dy3+ crystal growth fluorescence features yellow laser
暨南大学理工学院光电工程系,广东 广州 510632
研制了一种基于Yb 3+∶YAG/Cr 4+∶YAG/YAG键合晶体的激光二极管端面泵浦被动调Q拉曼黄光激光器。由键合晶体产生的被动调Q基频激光依次通过拉曼晶体YVO4和倍频晶体KTP,最终输出波长为578.5 nm的激光。采用耦合腔结构降低拉曼光和倍频光的损耗,采用标准具抑制双波长运转以提高倍频的转换效率。实验结果表明,当入射波长的泵浦功率为9.51 W时,可以检测到功率为183 mW、波长为578.5 nm、脉冲宽度为6.537 ns、重复频率为6.542 kHz的黄光。
激光器 被动调Q 拉曼光 黄光 键合晶体 激光与光电子学进展
2021, 58(1): 0114004
1 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
2 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所, 江苏省医用光学重点实验室, 江苏 苏州 215163
3 中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽省光子器件与材料重点实验室, 安徽 合肥 230031
为提高激光上下能级的粒子反转速度,采用具有高声子能量的YAG晶体作为掺杂基质,通过多声子弛豫的方式加速 6H13/2能级的粒子数消耗;同时引入与激光下能级能量相近的Tb 3+离子,实现Dy 3+∶ 6H13/2与Tb 3+∶ 7F4之间的共振能量转移,成功地减小了 6H13/2的能级寿命,首次获得了582.1 nm的黄光激光输出。通过对比Dy∶YAG与Dy-Tb∶YAG的荧光光谱,分析了Tb 3+离子掺入对激光上能级寿命的影响。
激光光学 黄光激光 半导体泵浦 Dy-Tb∶YAG; 共振能量转移 交叉弛豫 中国激光
2019, 46(11): 1101008
陆军工程大学石家庄校区 电子与光学工程系, 石家庄 050003
黄光激光作为激光研究领域的一大热点, 取得了丰硕的研究成果及广泛的应用。随着可同时作为激光晶体和喇曼晶体的自喇曼晶体的发展, 逐渐掀起了自喇曼黄光激光器的研究热潮。总结归纳了近10年来固体自喇曼黄光激光器的研究进展。按激光器的工作方式将其分成连续式和脉冲式激光器, 通过分类比较不同工作方式的激光器各自的优缺点, 明确了自喇曼黄光激光器今后的研究趋势是多方法并用。结构紧凑、低阈值等特点使其在生物医疗领域拥有巨大的应用潜力。以后的研究重点更偏向于高转换率、高稳定性、低成本及小型化。该研究报告为后续研究方向提供了参考。
激光器 黄光激光器 自喇曼激光器 固体黄光激光器 lasers yellow laser self-Raman laser solid-state yellow laser
1 南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
2 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所, 江苏省医用光学重点实验室, 江苏 苏州 215163
3 中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽省光子器件与材料重点实验室, 安徽 合肥 230031
报道了一种新型小体积的半导体激光端面抽运国产Dy∶YAG单晶的黄光激光器。根据Dy∶YAG激光晶体的特殊能级结构, 采用半导体激光抽运, 利用4F9/2→6H13/2的能级跃迁, 室温下直接获得582.7 nm的黄光激光。抽运源采用蓝光LD, 通过温控系统调节LD的工作温度, 优化中心波长至447.3 nm, 从而实现抽运光波长与Dy∶YAG晶体吸收谱线的较好匹配。在吸收抽运功率为1.4 W的条件下, 输出黄光激光的平均功率为56 mW, 最大单脉冲能量达到1.1 mJ, 对应的光光转化效率为4%, 斜率效率为5%。
激光器 黄光激光 半导体抽运
长春理工大学理学院吉林省固体激光技术与应用重点实验室，吉林 长春 130022
腔内倍频拉曼激光器是获得黄光激光光源的重要途径，目前尚未有直接的表达式描述连续腔内倍频激光器的功率输出对抽运和激光器参数的依赖关系。以速率方程为基础，对腔内倍频连续拉曼激光器的理论模型进行归一化处理，得到平面波近似下连续腔内倍频拉曼激光器的归一化速率方程组。对此方程组进行求解，得到描述激光器输出的表达式各变量以及参量与输出变量之间的归一化表达式，根据表达式获得了描述激光器运行的理论曲线。
连续拉曼激光器 内腔式拉曼激光器 黄光激光器 速率方程组 归一化方程组 CW Raman laser intracavity Raman laser yellow laser rate equations normalized equations
输出波长在560~590 nm的全固态拉曼黄光激光器是近几年兴起的激光器之一。目前，此类激光器内部多模振荡引起的黄光输出谱线单色性较差的问题还没有得到解决。针对这一情况，提出将扭转模腔与拉曼复合腔相结合的新型解决方案，从根本上消除增益介质中空间烧孔效应引起的基频光多模振荡，实现单纵模黄光输出。拉曼复合腔由L型基频光谐振腔与直线型拉曼谐振腔耦合而成，既保证各个非线性变换过程可充分利用腔内的高功率密度，又可相对独立地对不同波长的光路进行优化调节，从而使整个系统实现最佳输出。该设计有助于在全固态拉曼激光器中实现毫瓦量级的单纵模黄光输出，为基于黄激光的生物医疗、钠导星、空间目标识别等系统提供理想的固体黄光光源。
激光器 单纵模 全固态黄光激光器 受激拉曼散射 扭转模腔 复合腔 光学学报
2014, 34(12): 1214001
黄光激光器作为一种接近人眼敏感区域的激光器在诸多领域都发挥着重要的作用，而谐振腔又是激光器中重要组成部分.本文以Nd∶YVO4 (c-cut)晶体为基底，利用真空镀膜设备研制出四波段腔面膜.通过分析膜系设计过程中膜层电场强度和优化膜系，使膜层中驻波场强得到合理分布，从而在理论上减小膜层损伤的可能性；通过TFCalc软件对测试结果进行工艺反馈分析，经过多次模拟实验，发现在不同控制波长下，采用相同监控方法监测不同的膜厚比例系数，通过调整工具因子解决了光谱曲线漂移的问题，制备出膜层牢固、化学性能稳定、满足四个波段光谱输出的黄光激光器腔面膜.
薄膜光学 腔面膜 膜系设计 黄光激光器 掺钕钒酸钇晶体 Thin films Cavity surface film Interference cut-off filter film Yellow laser Nd∶YVO4
1 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏省医用光学重点实验室, 江苏 苏州 215163
2 中国科学院大学, 北京 100049
报道了一种利用大功率激光二极管端面抽运Nd:YAG激光晶体产生基频光，并通过非线性晶体的腔内倍频(SHG)与和频(SFG)，实现多个二次谐波同时连续输出的多波长黄光激光器。将Nd:YAG晶体的1112.1、1115.9、1122.7 nm谱线作为基频光，利用LBO和BIBO进行非线性光学频率变换，同时获得了三个倍频光及三个和频光激光输出。从理论上对基频光同时受激跃迁和非线性频率变换相位匹配进行了分析。实验结果与理论分析表明，当基频光的性能相对接近时，合理地选择性能较好的非线性晶体对基频光同时进行倍频和和频是获得全固态多波长激光器的一种实用方法，合理地设计激光器谐振腔能够提高激光器的稳定性。
激光器 全固态激光器 多波长黄激光 腔内倍频与和频
