1 河北工业大学先进激光技术研究中心，天津 300401
2 河北省先进激光技术与装备重点实验室，天津 300401
针对梯度掺杂晶体和均匀掺杂晶体，采用数值模拟的方式分析了泵浦光束腰半径、光束质量因子（）与束腰位置对模式匹配效率的影响，并通过实验验证了不同束腰位置对激光器输出功率的影响。由计算结果得到，在不同的泵浦光参数下，与均匀掺杂晶体相比，梯度掺杂晶体均具有更稳定的模式匹配；当泵浦光为10和50，束腰半径为0.5 mm时，对于任意位置的束腰，梯度掺杂晶体的模式匹配效率都高于均匀掺杂晶体。在实验上对比分析了泵浦光不同束腰位置的输出功率，结果表明，梯度掺杂晶体的模式匹配效率受泵浦光束腰位置的影响较小。当晶体位于谐振腔中心时，在高于70 W的泵浦条件下，梯度掺杂晶体的输出功率高于均匀掺杂晶体，最高输出功率为44.8 W，与均匀掺杂晶体相比，提高了4.67%；当晶体紧贴输入镜时，梯度掺杂晶体的最高输出功率为34.0 W，与均匀掺杂晶体相比，提高了11.84%。因此，梯度掺杂晶体更适用于高功率泵浦。
激光器 梯度掺杂晶体 模式匹配 激光器理论 端面泵浦 高功率激光
1 河北工业大学 先进激光技术研究中心，天津 300401
2 河北省先进激光技术与装备重点实验室，天津 300401
3 天津凯普林光电科技有限公司，天津 300300
亚纳秒激光因其对光电器件的损伤优于纳秒激光和飞秒激光，而被广泛应用于光电对抗领域。然而，在常规水冷条件下实现输出数百赫兹焦耳级亚纳秒激光还面临较大的挑战。笔者课题组面向**重大需求，结合端面泵浦微片晶体百皮秒激光产生技术和多程多级板条激光放大技术，对板条激光器的放大性能进行大量的实验研究，并提出了温控双端泵浦技术，弥补双端泵浦结构的缺陷。实现板条激光器单脉冲能量952 mJ，重复频率500 Hz的激光输出，这将为光电对抗系统所需的高重频大能量激光提供优质光源。
板条激光 双端泵浦 高重频 亚纳秒 slab laser dual-end pumping high-repetition rate sub-nanosecond 红外与激光工程
2023, 52(8): 20230423
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院，天津 300072
2 天津大学光电信息技术教育部重点实验室，天津 300072
为了提升中红外光纤激光器的功率和效率，基于掺铒氟化物光纤的高效热管理技术、高性能中红外光纤端帽制备技术和高功率泵浦激光的高效耦合技术，利用高功率976 nm半导体激光器，单端泵浦8 m长、掺杂铒离子的摩尔分数为7%的氟化物增益光纤，实现了33.8 W的中红外2.8 μm激光输出，据我们所知，这是单端泵浦中红外光纤激光器的最高功率水平，此时激光器的光光转换效率达26.4%。
激光器 中红外光纤激光器 单端泵浦 高功率激光 掺铒氟化物光纤
1 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光传输与探测技术重点实验室，上海 201800
2 中国科学院大学，北京 100049
介绍了一种垂直腔表面发射激光器(VCSEL)端面泵浦的固体激光器。该激光器以VCSEL阵列端面泵浦Nd∶YAG晶体，使用二维微透镜阵列对VCSEL阵列进行准直整形，通过电光调Q方式，在100 Hz重复频率情况下，实现了脉宽为4.16 ns、能量为5.36 mJ、峰值功率为1.29 MW、光束质量为＝1.409和＝1.531的激光输出。
激光器 固体激光器 垂直腔面发射激光器 端面泵浦 中国激光
2022, 49(18): 1801002
1 中国科学院理化技术研究所 固体激光重点实验室，北京 100190
2 中国科学院理化技术研究所 功能晶体与激光技术重点实验室，北京 100190
3 中国科学院大学，北京 100049
报道了一种高功率、高光束质量的755 nm连续波翠绿宝石激光器。首先，对比研究了638 nm激光二极管（LDs）和532 nm固体激光器单端泵浦的翠绿宝石激光器。当638 nm LDs作为泵浦源时，得到的连续输出功率、光-光转换效率分别为3.9 W和19.7%。保持其他条件基本不变，将泵浦源换成532 nm激光器，得到的连续输出功率、光-光转换效率分别为2.1 W和10.0%。结果表明利用 638 nm LDs泵浦翠绿宝石可获得更高的激光功率和转换效率。此外，研究了638 nm LDs双端泵浦的翠绿宝石激光器，在755 nm处得到了6.2 W的连续输出功率，相应的光-光转换效率和斜效率分别为16.3%和24.2%，并且连续输出功率为5.0 W时的光束质量M2优于1.47，这是翠绿宝石激光器在近衍射极限下的最高连续输出功率。这种高功率、高光束质量的755 nm翠绿宝石激光器为连续波紫外激光器的研制提供了良好、稳定的基频源。
Alexandrite continuous-wave end-pumping laser diode 翠绿宝石 连续波 端面泵浦 激光二极管 红外与激光工程
2021, 50(3): 20200217
1 中国建筑材料科学研究总院有限公司，北京 100024
2 建材行业特种光电材料重点实验室，北京 100024
3 中建材光芯科技有限公司，山东 枣庄 277101
通过半导体激光二极管(LD)垂直阵列端面泵浦Nd:YAG晶体获得了高能量1 064 nm调Q激光输出。根据LD波长随温度线性变化的物理特性，通过调节LD温度改变泵浦光波长，使其偏离Nd:YAG的吸收峰，降低了激光介质泵浦端面增益，有效抑制了制约调Q激光输出能量的自激振荡。在LD泵浦能量530 mJ时，产生了95 mJ的1 064 nm激光输出，相应的光光转换效率为18%，调Q动静比为73%，激光脉宽8 ns，光束发散角为2.5 mrad.
全固态激光器 端面泵浦 调Q 自激振荡 all solid state laser end pumping Q-switching self-excited oscillation 红外与激光工程
2020, 49(S2): 20200304
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
3 中国科学院上海光学精密机械研究所中科院强激光材料重点实验室, 上海 201800
基于掺镱光纤激光放大器理论模型,分析了光纤放大器中掺镱光纤弯曲半径对模式传输损耗的影响以及掺镱光纤长度对系统光-光转换效率的影响。结合实验中采用的掺镱光纤的特点,对掺镱光纤的弯曲半径及光纤长度进行了优化设计。基于主振荡放大结构中,种子光源的输出功率为170 W,光束质量为 M2x=1.10, M2y=1.05;放大器采用双端抽运的方式,使用自研30/600 μm掺镱光纤,最终实现了输出功率为10.14 kW,中心波长为1070.36 nm,3 dB带宽为5.32 nm的全光纤激光输出,光束质量为 M2x=3.12, M2y=3.18。放大级最大光-光转换效率为87.9%,斜率效率为89.2%,输出激光信噪比大于45 dB。
光纤光学 光纤放大器 掺镱光纤 主振荡放大 双端抽运 高效率 中国激光
2020, 47(10): 1006001
School of Information and Electronics, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China
Frontiers of Optoelectronics
2019, 12(3): 311–316
1 重庆师范大学 市级高校光电材料与工程重点实验室, 重庆 401331
2 重庆市第一中学, 重庆 400030
3 重庆邮电大学 光电学院, 重庆 400065
报道了一种利用激光二极管(LD)双端面泵浦的Nd∶YAG激光晶体, Cr4+∶YAG晶体被动调Q, LBO临界相位匹配腔内倍频的高转换效率的绿光激光器。分析了双端面泵浦YAG激光器的热效应, 实验中LD双端面泵浦, 采用U型平行平面腔结构对Nd∶YAG进行传导冷却。 当总泵浦光为33.8 W时, 得到被动调Q频率10 KHz、功率8.21 W的线偏振基频光输出。6.72 W的绿光输出的倍频效率为86%, 输出光束为基模, M2为1.4。实验表明双端面泵浦YAG倍频激光器具有很高的转换效率。
双端面泵浦 被动调Q 腔内倍频 部分偏振光 高效率 double end-pumping passive Q-switched intracavitary frequency partially polarized light high efficiency
1 中国工程物理研究院应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
3 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094
以Nd∶YAG平面波导为激光放大器增益介质, 研究了1064 nm激光在放大过程中光光效率的影响因素; 采用基于棒状Nd∶YAG的1064 nm自由运转振荡器为种子源, 放大器抽运源为808 nm半导体激光器阵列, 抽运光脉宽与种子光脉宽相同且同步输出; Nd∶YAG平面波导的尺寸为60 mm×10 mm×1 mm, 芯层厚度为100 μm。对比研究了种子光能量、抽运能量和抽运方向对激光放大效率的影响。结果表明, 当注入种子光能量为10 mJ时, 实现了100 Hz脉冲重复频率下最大能量为713 mJ的准连续激光输出, 此时的抽运能量为1478 mJ, 对应的光光效率为47.6%。
激光器 激光放大器 平面波导 放大效率 端面抽运 中国激光
2017, 44(12): 1201005
