1 长春新产业光电技术有限公司, 吉林 长春 130103
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
紫外激光器是研究紫外共振拉曼光谱的重要工具，拉曼信号可以通过共振拉曼效应得到增强，从而降低拉曼测量的探测极限。本文研究了一种输出波长为228 nm的窄脉宽全固态紫外激光器。首先，以Nd:YVO4作为增益介质，采用电光调Q腔倒空技术，实现了纳秒量级914 nm基频光输出。然后，经过偏硼酸锂(LBO)晶体产生二次谐波，最终经偏硼酸钡(BBO)晶体获得四次谐波228 nm紫外激光。在此基础上，进一步研究了不同重复频率时基频光和倍频光功率的变化规律，优化了紫外激光器的输出效率。实验结果表明：当总抽运功率为30 W时，在10 kHz重复频率下，可获得最高平均功率为84 mW的228 nm紫外激光输出。228 nm激光在5~25 kHz重复频率范围内连续可调，脉冲宽度保持在2.8~2.9 ns，能够满足紫外光谱检测技术领域的应用需求。
228 nm激光器 紫外激光 腔倒空技术 二次谐波 228 nm laser ultraviolet laser cavity dumped laser second harmonic
1 中国科学院大连化学物理研究所化学激光重点实验室, 辽宁 大连 116023
2 中国科学院大学, 北京 100049
基于自主研制的24通薄片泵浦模块,开展了高重复频率、窄脉宽、高光束质量的腔倒空激光技术研究。首先,基于朗伯-比尔定律,计算了不同厚度的薄片晶体的吸收效率和泵浦多通数之间的关系;其次,基于准三能级速率方程,计算了阈值泵浦功率、连续输出功率与输出镜透过率的关系,并对腔倒空谐振腔中光子数密度随时间的变化规律进行了研究。最后,采用该多通泵浦模块进行了连续出光实验,获得了输出功率为94.1 W的1030 nm连续p偏振激光输出,其光-光转化效率为52.28%,斜率效率为60%,光束质量为 =2.05, =1.93的基模输出;不改变腔型结构,插入普克尔盒和1/4波片,获得了脉冲宽度为7.43 ns,重复频率为100 kHz的1030 nm脉冲输出,平均输出功率为65.4 W,光-光效率为36.33%,斜效率为45%,光束质量 =2.37, =2.20。
激光器 薄片激光器 腔倒空 多通泵浦 重复频率 光束质量 中国激光
2021, 48(13): 1301002
Yang Bai 1,2,3,†Bing Bai 1,2,3Diao Li 1,2,3Yanxiao Sun 1,2,3[ ... ]Jintao Bai 1,2,3
Author Affiliations
Abstract
1 National Key Laboratory of Photoelectric Technology and Functional Materials (Culture Base), Institute of Photonics and Photon-Technology, Northwest University, Xi’an 710069, China
2 Shaanxi Engineering Technology Research Center for Solid State Lasers and Application, Xi’an 710069, China
3 Provincial Key Laboratory of Photo-electronic Technology, Institute of Photonics and Photon-Technology, Northwest University, Xi’an 710069, China
We report a cavity-dumped 1123 nm laser with narrow pulse width and high peak power by an MgO: LN crystal electro-optic (EO) modulator. Based on the structural optimization design of a folded biconcave cavity using the 808 nm pulsed laser diode (LD) side-pumped ceramic Nd: YAG rod, output pulses with maximum pulse energy and peak power up to 39.6 mJ and 9.73 MW were obtained, corresponding to 100 Hz repetition rate and 4.07 ns pulse width. The instabilities of pulse width and pulse energy were $\pm$1.55% and $\pm$2.06%, respectively. At the highest repetition rate of 1 kHz, the pulse energy, pulse width, and peak power were 11.3 mJ, 5.05 ns, and 2.24 MW, respectively. The instabilities of pulse width and pulse energy were $\pm$2.65% and $\pm$3.47%, respectively.
cavity-dumped high peak power MgO: LN EO 1123?nm laser short pulse width High Power Laser Science and Engineering
2018, 6(1): 010000e4
高重复频率大能量窄脉宽激光器在激光成像、激光加工、精密测量等领域中得到广泛应用。采用电光腔倒空技术和双棒串接结构, 通过减小热透镜效应的影响并保证振荡光与抽运光的良好模式匹配, 实现了高效率、大能量、窄脉宽1064 nm 线偏振脉冲激光输出。以偏硼酸钡(BBO)普克尔盒作为电光开关, 采用低吸收系数的914 nm光纤耦合半导体激光器端面抽运Nd∶YVO4晶体, 提高了激光器的热稳定性。在重复频率7 kHz的条件下, 当谐振腔腔长为450 mm, 晶体吸收功率为79.6 W时, 获得了脉冲宽度为5 ns, 最大平均输出功率为35 W, 单脉冲能量为5 mJ的稳定脉冲激光输出, 对应的光-光转换效率为44%。
激光器 电光腔倒空 914 nm波长 高转换效率
中航工业 洛阳电光设备研究所, 河南 洛阳 471009
为了获得高功率高重频窄脉宽激光输出, 通过双棒串接技术和高重频电光腔倒空技术,实现了百瓦级短脉宽、高重频和高稳定1 064 nm线偏振激光输出。在电源输入电流35 A, 在不加调Q时候, 获得高达426瓦连续线偏振激光输出, 电光转化效率18.8%。在加调Q时, 驱动频率10 kHz的条件下, 获得最高功率240 W线偏振1 064 nm激光输出, 单脉冲能量24 mJ, 脉宽5 ns左右, 峰值功率约4.8 MW。试验结果表明: 通过腔倒空调Q技术和双棒串接技术, 可以实现高功率高重频窄脉宽线偏振1 064 nm激光输出。
腔倒空 电光调Q 窄脉宽 cavity-dumped electro-optically Q-switched narrow width
1 中国科学院光电研究院, 北京 100080
2 北京国科世纪激光技术有限公司, 北京 102211
报道了一种基于电光腔倒空技术的高重复频率、短脉冲Nd:YVO4激光器。该激光器以880 nm连续波激光二极管作为端面抽运源，采用BBO晶体组成的普克尔盒作为电光Q开关。通过优化谐振腔，提高了激光器热稳定性和模式匹配效率。在30 W的抽运功率下，获得了脉冲重复频率最高为500 kHz，脉冲宽度为6 ns，平均功率为10 W的1064 nm稳定基横模脉冲激光输出。
激光技术 电光腔倒空 高重复频率 880 nm抽运 中国激光
2014, 41(10): 1002006
1 中国科学院光电研究院， 北京 100094
2 中国科学院研究生院， 北京 100049
3 北京国科世纪激光技术有限公司， 北京 100192
设计了一种脉冲激光二极管抽运的低重复频率全固态腔倒空激光器，为了尽可能减小损耗的影响，在腔内采用双薄膜偏振片结构，使反射率较高的垂直方向线偏振光在腔内振荡。以此装置为基础，就泡克耳斯盒驱动电源较长的下降沿时间对全固态腔倒空激光器输出特性的影响进行了实验研究。结果表明当泡克耳斯盒驱动电源的下降沿时间远大于腔内的一次往返时间时，激光器输出特性会发生明显地变化：增大电流强度会导致脉冲宽度增大，脉冲能量经历先增大后减少的过程；增大泡克耳斯盒驱动电源的开门时间，也会导致脉冲宽度和能量发生类似的变化。
激光器 KD*P泡克耳斯盒 长下降沿时间 脉冲抽运 全固态腔倒空激光器 稳健性 中国激光
2012, 39(s1): s102006
1 中国科学院光电研究院, 北京 100094
2 中国科学院研究生院, 北京 100049
3 北京国科世纪激光技术有限公司, 北京 100192
利用脉冲式半导体激光器(LD)具有高峰值功率的优点，通过对抽运光和基频光的模式进行匹配，构建了一台脉冲式LD抽运腔倒空结构的主振荡器和功率放大器，并对其进行了腔外倍频实验。实验结果表明，系统实现了非常紧凑的结构，脉冲式LD抽运的方式能够提高振荡器和功率放大级的能量输出，更好地消除热畸变的影响，从振荡器可以获得脉冲宽度达3.7 ns、脉冲能量约为4 mJ的基频激光脉冲输出，经功率放大和腔外倍频后，能够得到脉宽3.4 ns、脉冲能量为3.2 mJ的绿光输出，倍频效率为40%，脉冲峰值稳定性为5%（均方根值），发散角约为0.5 mrad。
激光器 脉冲式LD抽运源 全固态腔倒空激光器 主振荡-功率放大器 腔外倍频 激光与光电子学进展
2011, 48(11): 111404
1 四川大学 光电技术系,成都 610065
2 西南技术物理研究所,成都 610041
为了研究可用于红外激光外差成像雷达、由腔倒空脉冲工作模式的主振激光器和处于连续工作模式的本振激光器组成的射频波导稳频脉冲CO2激光器,采用输出端腔外准折叠和主、本振全反射端共用同一块原刻闪耀光栅的方法,分别缩短了器件的长度和提高了主、本振激光器的外差频率稳定性。通过调节CdTe调制器上的高压脉冲下降沿时间,可以使主振得到宽脉冲的腔倒空激光输出,本振通过插入压电陶瓷来实现系统的外差中频信号的偏频锁定。主振在腔倒空模式下工作重频可达到70kHz,得到脉冲峰值功率达到2.5kW(脉宽约为30ns)、主本振外差中频(120MHz)频率漂移在短期内小于1MHz的结果。结果表明,研制的激光系统可以满足外差成像雷达系统的特殊要求。
激光器 射频波导CO2激光器 稳频 腔倒空 CdTe调制器 lasers RF waveguide CO2 laser frequency stability cavity-dumped CdTe modulator
1 四川大学 光电技术系，成都 610064
2 西南技术物理研究所，成都 610041
为了得到脉宽可控的腔倒空射频波导CO2激光器，采用了在陶瓷板上直接开波导槽的方法，构成了多通道Z折叠主本振激光器结构，并在主振波导进行CdTe电光晶体腔内调Q。在理论上计算了加载在CdTe上的高压脉冲下降时间的长短对腔倒空激光脉冲宽度的影响，并通过对高压脉冲电源等效负载参数的调整，得到了脉冲宽度可控的高重频腔倒空激光脉冲。在20kHz，40kHz，65kHz及70kHz的重频工作下，得到了半峰全宽约30ns、峰值功率在2kW以上的腔倒空激光脉冲。结果表明，这种新型腔倒空射频波导CO2激光器满足激光外差成像雷达系统参数要求。
激光器 射频波导CO2激光器 腔倒空 脉冲宽度 CdTe电光调制器 lasers radio frequency excited CO2 laser cavity-dumped pulse width CdTe electro-optical modulator
