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Abstract
Institute of Automation and Electrometry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Novosibirsk 630090, Russia
A Q-switched Nd:YAG laser has been actively mode-locked at a subharmonic frequency for the first time, to the authors’ knowledge. The laser operation mode is provided by a combination of a traveling wave acousto-optic modulator and a spherical cavity mirror. The dynamics of laser generation is investigated. Pulses with a duration of 70 ps and a peak power of about 10 MW were obtained. Also presented are new results on obtaining high-power (kW) picosecond tunable radiation in the nm region based on frequency conversion of a superluminescent parametric generator pumped by such a laser.
Nd:YAG laser diode pumping Q switching mode locking parametric light generators Chinese Optics Letters
2023, 21(3): 031406
1 西安电子科技大学 光电工程学院，西安
2 西安电子科技大学 前沿交叉研究院，西安
3 中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室，北京
翠绿宝石晶体是一种宽带可调谐激光晶体，发射光谱覆盖700~900 nm，因此在超快激光脉冲产生方面也具有很大的潜力，近年来得到了广泛的研究。首先介绍了翠绿宝石晶体的结构、物理及光学性质，然后综述翠绿宝石晶体在超快激光领域中的发展现状，并对其未来的发展进行了展望。
超快激光器 二极管泵浦 翠绿宝石晶体 克尔透镜锁模 Ultrafast lasers diode pumping Alexandrite Kerr-lens mode-locked
为实现二极管泵浦激光器在宽温度环境下免温控稳定工作,分析了激光器泵浦源发射光谱对激光系统稳定性的影响。综合考虑了泵浦过程中的能量利用率,提出了激光器免温控泵浦源光谱优化设计方案。所提方案可有效降低泵浦源波长漂移对激光器系统吸收率和热焦距的影响,实现激光器宽温度范围内免温控工作。在-40~60 ℃工作温区内,计算了不同吸收长度和掺杂浓度(原子数分数)的Nd∶YAG激光器系统泵浦源的最优发射光谱。从理论角度而言,与一般无温控单波长激光二极管(LD)泵浦源相比,利用所提优化方案获得的泵浦源,可以将激光器系统的工作稳定性明显提高,将系统的泵浦光吸收率波动和晶体热焦距波动分别降低到13%和16%以内。对吸收长度为30 mm,掺杂浓度为0.8%的Nd∶YAG激光器系统,设计了一种双波长LD泵浦源(中心波长为803.7 nm@10 ℃和809.2 nm@10 ℃,对应比重为68.4%和31.6%)。模拟结果表明,在-40~60 ℃温度范围内,晶体对该泵浦光的吸收率可保持在90.7%以上,泵浦光吸收稳定性和晶体热焦距稳定性分别为91.4%和85.4%。
激光器 二极管泵浦 光谱优化 多波长泵浦
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院超快激光研究室, 天津 300072
2 天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
3 国科世纪激光技术(天津)有限公司, 天津 300072
通过实验验证了利用中心波长为940 nm的半导体激光器泵浦Yb∶YAG/YAG/Cr∶YAG/YAG复合晶体可获得高效率的被动调Q激光输出。研究了耦合输出镜透过率、泵浦光斑大小对基于Yb∶YAG/YAG/Cr∶YAG/YAG和Yb∶YAG/Cr∶YAG/YAG复合晶体的被动调Q激光器的输出参数的影响。当泵浦功率为17 W时,基于Yb∶YAG/YAG/Cr∶YAG/YAG复合晶体的被动调Q激光器的最大平均输出功率为7.41 W、斜率效率为57.0%、光-光效率为43.6%、脉冲宽度为4.6 ns、脉冲重复频率为25.5 kHz、脉冲能量为290.6 μJ、峰值功率为63.2 kW,与基于Yb∶YAG/Cr∶YAG/YAG复合晶体的情况相比,最大平均输出功率、脉冲能量和脉冲峰值功率分别提高了5.6%、14.7%和22.2%。同时,对比了在相同输出功率下基于两种晶体的输出激光的M2,发现在相同输出功率下,与基于Yb∶YAG/Cr∶YAG/YAG复合晶体的情况相比,基于Yb∶YAG/YAG/Cr∶YAG/YAG复合晶体的输出激光具有更低的M2。最终,通过实验结果对比得出,基于Yb∶YAG/YAG/Cr∶YAG/YAG复合晶体的被动调Q激光器具有更优的输出参数。
激光器 掺镱激光器 二极管泵浦 被动调Q激光器 固态激光器 中国激光
2021, 48(21): 2101005
报道了一台用于大气探测激光雷达系统的LD脉冲端面泵浦Nd∶YAG激光晶体的腔外倍频千赫兹多波长激光器。采用紧凑介稳腔设计和电光调Q方式，获得具有高动静比的1064 nm基频光脉冲输出。腔外采用Ⅰ类相位匹配LBO晶体倍频，Ⅱ类相位匹配LBO晶体和频，实现了355 nm和频光输出，同时对355 nm和频光单脉冲能量的影响因素进行了理论分析和实验研究。当倍频转换效率为53%时，获得重复频率为1 kHz的三波长激光分束输出，对应的单脉冲能量分别为1.18 mJ@1064 nm、1.06 mJ@532 nm、0.73 mJ@355 nm；脉冲宽度分别为3.49 ns@1064 nm、3.42 ns@532 nm、3.02 ns@355 nm；光束质量因子分别为Mx2=1.70、My2=1.75@1064 nm，Mx2=1.57、My2=1.41@532 nm，Mx2=1.51、My2=1.38@355 nm。
激光与光电子学进展
2021, 58(19): 1914002
国防科技大学前沿交叉学科学院, 湖南 长沙 410073
在重新梳理高能激光底层物理问题的基础上,指出半导体泵浦气体激光器将是未来高能激光器的重要发展方向,讨论了半导体泵浦气体激光器的基本原理和核心要求,并以半导体泵浦碱金属蒸气激光器为例进行了详细剖析,对半导体泵浦气体激光器的前景进行了展望。
光子学报
2020, 49(10): 1014001
1 山东大学信息科学与工程学院山东省激光技术与应用重点实验室, 山东 青岛 266237
2 青岛海泰光电技术有限公司, 山东 青岛 266000
翠绿宝石是性能优良的宽带可调谐激光晶体,具有荧光寿命长、饱和能量密度高、吸收带宽较宽以及热力学性能优良等诸多优点。翠绿宝石晶体独特的吸收带表明除了使用闪光灯泵浦,还可以使用蓝光激光二极管(LD)、绿光激光器、黄光激光器、红光LD等多种可见光光源作为泵浦源。其中,基于日渐成熟的高功率红光LD泵浦源的翠绿宝石激光器具有效率高、体积小等优势,逐渐成为固体激光领域的研究热点。利用两台光纤耦合输出的638 nm高功率LD作为泵浦源,使用双端偏振泵浦结构对翠绿宝石晶体进行抽运,实现了中心波长为760 nm、功率达10.5 W的可见光波段激光输出,光-光转换效率为20%。这是目前国内利用红光LD泵浦翠绿宝石晶体实现的最高输出功率。
激光器 二极管泵浦 可见光激光器 翠绿宝石晶体 中国激光
2020, 47(10): 1015001
作为非常典型的高功率固体激光器，“之”字光路板条激光在过去二十年取得了重要的进展，相继发展提出了高平均功率面泵浦板条放大器、多段掺杂板条、高亮度泵浦Yb: YAG板条等新技术。文章对板条激光的技术发展历程进行了回顾、分析和评述，包括它的设计原则、传输功率放大规律以及为了优化性能而产生的各种改进方法。在对板条激光功率定标能力进行一般性讨论基础上，针对性地分析讨论了提高输出功率和改善光束质量的的技术发展趋势，预期高平均功率板条激光技术未来还有相当大的发展空间。
板条激光 高平均功率 二极管泵浦 slab lasers high average power diode pumping 红外与激光工程
2020, 49(7): 20190456
