1 中国科学院安徽光学精密机械研究所,安徽光子器件与材料省级实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230000
4 合肥师范学院, 安徽 合肥 230601
设计了一套高稳定度大能量输出的三波长Nd:YAG激光系统,用作激光清洗光源。该系统包括振荡级、 放大级及后续波长切换系统。为解决激光棒热致双折射效应造成的输出能量下降和输出不稳定,在 输出镜和激光工作物质之间插入λ1/4波片,并对波片的补偿效果进行了研究。结果表明：插入波片 后振荡级输出能量提高了10%, 稳定度明显提高。重复频率为10 Hz时, 1064 nm激光经放大后单脉冲 能量可达700 mJ, 其单次通过倍频晶体BBO, 得到532 nm激光的单脉冲能量为325.6 mJ, 四倍频后得 到266 nm激光的单脉冲能量为84 mJ。1 h内测得的三波长激光输出能量不稳定度均小于0.6%。
激光技术 稳定度 补偿 热致双折射 laser techniques stability compensation thermal birefringence
Author Affiliations
Abstract
Research Center of Laser Fusion, CAEP, P.O. Box 919-988, Mianyang 621900, China
Thermal stress can induce birefringence in a laser medium, which can cause depolarization of the laser. The depolarization effect will be very severe in a high-average-power laser. Because the depolarization will make the frequency doubling efficiency decline, it should be compensated. In this paper, the thermal characteristics of two kinds of materials are analyzed in respect of temperature, thermal deformation and thermal stress. The depolarization result from thermal stress was simulated. Depolarization on non-uniform pumping was also simulated, and the compensation method is discussed.
depolarization depolarization compensation thermal birefringence High Power Laser Science and Engineering
2015, 3(1): 010000e9
1 浙江大学现代光学仪器国家重点实验室， 浙江 杭州 310027
2 中国计量学院， 浙江 杭州 310018
在高功率线偏振基模输出激光二极管(LD)侧面抽运NdYAG激光腔中，热致双折射效应是影响线偏振基模输出功率的主要热效应。利用双棒串接结构，对热致双折射效应引起的退偏效应进行了有效的补偿。在分析谐振腔参数对激光器性能影响的基础上，通过优化设计，在实验中得到了35 W的线偏振基模输出。
激光器 基模 热致双折射 退偏补偿 双棒串接
1 天津大学精仪学院激光与光电子研究所光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
2 山东科技大学理学院, 山东 青岛 266510
为了设计出高功率、高光束质量的激光器，研究激光器的光束质量随腔内光学元件间的距离、孔径尺寸等的变化具有重要的意义。在考虑棒端平面的热膨胀的情况下，用光学传输矩阵方法研究了双棒对称腔中双棒之间的距离对激光器稳定性和光束质量的影响。数值计算了在没有热致双折射补偿和有热致双折射补偿时光束质量、棒中基模体积、模形状与棒温差和双棒间距离的关系。结果表明，在热致双折射补偿腔中，为得到好的光束质量，应该将两棒分别靠近两端的端镜或在腔中间相互尽量靠近。并且，将两个棒放置在靠近腔镜的位置，激光器可以高功率无损伤运转。
光学设计 NdYAG激光器 双棒 谐振腔模式 热致双折射补偿
1 西北大学物理学系, 陕西 西安 710069
2 榆林学院物理与电气工程系, 陕西 榆林 719000
3 西北大学光子学与光子技术研究所暨陕西省光电子省级重点开放实验室, 陕西 西安 710069
4 西北大学信息科学与技术学院, 陕西 西安 710069
研制一台激光二极管(LD)侧面抽运双棒串接准连续Nd∶YAG折叠腔高功率绿光激光器,理论分析了热致双折射效应对系统的影响,并对用石英旋转片补偿前后的情况进行模拟对比。在考虑了补偿后的情况下设计了热稳定谐振腔。实验中采用两个串接的由30个20 W的LD阵列侧面抽运的Nd∶YAG棒和Ⅱ类临界相位匹配HGTR-KTP晶体,在抽运电流均为21.6 A,重复频率为27.2 kHz时,获得了最大平均输出功率为164 W,脉冲宽度为130 ns的532 nm绿光输出,光-光转换效率为13.7%,测得光束质量因子为M2x=9.52, M2y=9.86,不稳定度为2.3％。实验结果显示,经补偿后的激光系统能在宽的稳区范围内稳定运转。
激光器 高功率 热致双折射效应 532 nm绿光
