红外与激光工程
2020, 49(12): 20201081
中国科学院福建物质结构研究所中国科学院光电材料化学与物理重点实验室, 福建 福州 350002
人眼安全1550 nm 波段激光位于良好的大气传输窗口,以及室温工作的Ge和InGaAs探测器的探测灵敏区,可被广泛应用于激光雷达、激光测距和遥感测量等领域。利用激光二极管泵浦Er 3+掺杂晶体是一种直接输出1550 nm 波段紧凑型全固态激光的有效方法。本文主要综述了近年来采用Er 3+掺杂晶体作为增益介质的1550 nm波段全固态激光的研究进展,并对该波段激光的进一步发展进行了展望。
激光光学 铒激光 1550 nm波段激光 人眼安全激光 铒掺杂晶体
以1.34 μm脉冲激光为基频光, Ba(NO3)2晶体作为拉曼晶体, 通过一阶受激拉曼散射效应, 产生1.56 μm一阶Stokes人眼安全激光的外腔拉曼激光器。基频光由以准连续激光二极管(LD)侧面泵浦Nd：YAP(掺钕铝酸钇)晶体, BBO(偏硼酸钡)晶体电光主动调Q产生。运用ABCDEF扩展矩阵论, 使用RP Resonator 软件计算光束半径随腔内位置的变化, 设计腔内元件位置, 提高拉曼转换效率。通过实验, 得到波长为1 344 nm, 重复频率为20 Hz, 脉宽为38 ns, 单脉冲能量为19.2 mJ时, 产生1 562 nm波长的一阶Stokes光, 最大单脉冲能量为1.83 mJ, 脉宽为9 ns, 基频光到一阶拉曼光的最大光光转换效率约为15.24%, 转换效率随着基频光脉冲能量的大小先增加后减小。
激光技术 外腔拉曼技术 人眼安全激光 RP Resonator 软件光学解析 Ba(NO3)2晶体 technology of laser extra cavity Raman eye-safe laser RP Resonator software Ba(NO3)2 crystal
1 苏州科技学院 数理学院, 江苏 苏州215009
2 苏州亿帝电子科技有限公司,江苏 苏州215011
设计一种紧凑型人眼安全激光器的结构装置,并用Zemax软件设计用于激光器发射和接收的光学系统。该装置结构简单,加工组装方便,成本低廉,能够实现批量生产,光学系统很好地控制了激光发散角,满足测距仪的性能要求。
人眼安全激光器 结构装置 光学系统 eye-safe laser structure device optical system
湖北久之洋红外系统股份有限公司, 湖北 武汉 430223
随着激光测距仪的应用范围越来越广,紧凑型的测距仪需求量也越来越大。研制的高精度紧凑型中远程人眼安全激光测距模组,采用小型灯泵浦人眼安全激光器作为发射激光源,将激光器中的调Q晶体与工作物质键合,并在电气以及光机上做了改进,使得整机尺寸小于150 mm×100 mm×70 mm,重量1 kg。具有多目标测距和距离选通功能。经过外场测试,作用距离大于20 km,测距精度±3 m。该测距模组结构紧凑、测程远、测距精度高,适装于多种光电系统。
激光测距模组 人眼安全激光器 调Q晶体 键合 测距精度 laser rangefinder module eye-safe laser Q-switched crystal bond range accuracy
1 温州大学 物理与电子信息工程学院, 温州 325035
2 青岛海泰光电技术有限公司, 青岛 266100
采用非临界相位匹配切割,尺寸4 mm×4 mm×20 mm的磷酸钛氧铷(RTP)晶体作为非线性光学晶体,进行了半导体激光端面抽运Nd:YAG/RTP的内腔式光参量振荡获得人眼安全激光的实验研究。对比了不同声光调Q重复频率下的信号光输出特性。在10.5 W的抽运功率和15 kHz的重复频率下,获得了最高900 mW的1.62 μm人眼安全激光输出,光光转换效率达8.6%。1.62 μm信号光和对应的1.06 μm基频光的脉冲宽度分别为4.6和8.2 ns。信号光中心波长在1618 nm,谱线宽度小于0.5 nm。
RTP晶体 非临界相位匹配 人眼安全激光 光参量振荡器 声光调Q rubidium titanyl phosphate crystal non-critical phase matching eye-safe laser optical parametric oscillator acousto-optical Q-switch 强激光与粒子束
2014, 26(10): 101004
1.6 μm波段单频激光器在测风激光雷达、差分吸收激光雷达、空间光通信以及光学参量振荡器抽运源等方面都有重要的应用价值。概述了目前全固态激光器实现单频输出的主要技术方法，分别给出了微片腔法、扭转模腔法、腔内插法布里珀罗(F-P)标准具法、环形行波腔法、耦合腔法、单块非平面环形腔法实现单频激光输出的工作原理和主要实验结果，重点介绍了1.6 μm波段全固态单频激光器国内外发展状况。
激光器 1.6 μm波段 单频激光器 人眼安全激光 激光与光电子学进展
2013, 50(8): 080006
1 苏州科技学院数理学院, 江苏 苏州 215009
2 苏州大学信息光学工程研究所, 江苏 苏州 215006
3 苏州亿帝电子科技有限公司, 江苏 苏州 215006
给出1.57 μm人眼安全激光测距仪的光学设计方法，根据薄透镜系统的初级像差理论，使用PW法确定测距仪光学系统的初始结构，进而利用Zemax软件设计出一种对称式测距光学系统并对其进行优化。该光学系统结构简单，加工组装方便，成本低，且能满足测距仪对其光学系统的发射部分和接收部分的性能要求。
光学设计 人眼安全激光 测距仪 PW法 对称式光学系统 激光与光电子学进展
2013, 50(6): 062201
中国电子科技集团公司第二十七研究所, 河南 郑州 450047
在灯泵Ce:Nd:YAG双掺晶体水冷激光器中，用高损伤阈值的新型电光晶体硅酸镓镧（La3 Ga5SiO14）作为Q开关，采用场效应管快速Q开关驱动电路，实现了20 Hz脉冲重复频率的稳定1.064 μm基频激光输出，在基频激光腔外设计了光参变激光谐振腔，用KTP晶体进行光参变转换，基于Ⅱ类非临界相位匹配条件，实现了1.57 μm人眼安全激光输出。研究了YAG晶体棒安装应力对1.57 μm输出的影响，发现由应力引起的双折射效应可使光参变转换效率严重降低，分析了效率降低的原因，给出了等效应力与光参变转换效率的关系曲线，测试得到所设计激光器的光参变转换效率最高点，在20 Hz脉冲重复频率下，当1.064 μm激光脉冲能量为220 mJ时，1.57 μm激光脉冲能量为109.3 mJ，最高达到了近50%的光参变转换效率，脉冲宽度为4.3 ns，束散角为8.1 mrad，此时电抽运注入为11.3 J，总电光效率为0.96%，进一步增大1.064 μm激光能量时，光参变转换效率会缓慢下降。激光器输出稳定性优于5%，结构紧凑，通过了温度、振动、冲击等主要环境试验技术指标考核，实现了工程化应用。
激光器 人眼安全激光 光参变振荡 应力双折射 硅酸镓镧 电光调Q 激光与光电子学进展
2012, 49(10): 101407
华中光电技术研究所—武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430073
KTP非线性频率转换技术是实现人眼安全激光的有效方法,为了获得高峰值功率人眼安全激光,设计了一种级联式1.06 μm泵浦非临界相位匹配环形腔KTP光参量振荡器-光参量放大器,并对其激光输出进行了测试,结果证明该光参量振荡器输出激光波长1.571 μm,激光峰值功率42 MW,光光转换效率35%,能量稳定度2.5%。该技术已用于计量检测标准光源,并在远程人眼安全激光测距仪、激光雷达等装备中具有应用前景。
文字间用 号隔开空半格人眼安全激光器 非临界相位匹配 环行腔 磷酸钛氧钾 光参量振荡器-光参量放大器 eye safe laser non-critically phase match ring cavity kalium titany phosphate(KTP) optical parametric oscillator-optical parametric a
