军械工程学院 电子与光学工程系, 河北 石家庄 050003
针对目前常用的KTP晶体,研究其倾斜失调和旋转失调对倍频激光器转换效率的影响.基于主轴坐标系变换,建立KTP晶体倾斜失调理论模型,对倾斜失调和旋转失调时激光非线性频率变换过程进行理论分析并设计实验验证.结果表明,倾斜失调时,转换效率会随着倾斜失调方向的变化出现2个大小不同的窄峰值,且倾斜角度越大,两峰值所在方向夹角越小,其余方向转换效率为零,与理论计算一致;对于旋转失调,Ⅰ和Ⅱ类相位匹配转换效率随失调角度分别呈π和π/2周期变化.该结果可用于倍频激光器设计.
非线性光学 倍频激光器 KTP晶体失调 主轴坐标变换 nonlinear optics frequency-doubled laser KTP crystal misalignment principal axis coordinate transform
军械工程学院 光学与电子工程系, 石家庄 050003
为了研究双块磷酸氧钛钾(KTiOPO4,KTP)晶体串接倍频对于提高绿光倍频激光器的转换效率的作用, 采用长度分别为6mm, 8mm和15mm的3块KTP晶体两两串接组合进行了实验验证, 绘制了单块晶体倍频和双块晶体串接倍频时的转换效率曲线, 并对其进行了比较分析。结果表明, 基频光功率密度从520MW/cm2到750MW/cm2时, 双块KTP晶体正交串接倍频不仅比双块KTP晶体平行串接倍频的转换效率高近10%, 而且比长度是两块晶体之和的单块长KTP晶体的倍频转换效率高近30%。这一实验结果对于提高绿光倍频激光器的转换效率有一定的意义。
激光器 倍频激光器 串接倍频 KTP晶体 倍频转换效率 lasers frequency doubling laser tandem frequency doubling KTP crystal conversion efficiency
1 中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130033
2 中国科学院,研究生院,北京,100039
利用同种激光晶体Nd∶YAG和同种倍频晶体LiB3O5(LBO)分别构成蓝光(473 nm)与绿光(532 nm)激光器并进行了噪声特性研究.分析了腔内倍频准三能级与四能级激光器噪声的不同机理.实验发现:在输出功率为50 mW的情况下,腔内倍频准三能级激光系统的倍频光噪声为120%,比腔内倍频四能级激光器噪声大得多,后者在输出功率为60 mW的情况下,激光噪声在5%以下.针对准三能级倍频激光器的这种特点,采用耦合微分方程组模型进行了分析.结果指出,问题的根源在于准三能级激光系统中具有较大的再吸收损耗,如果能够适当控制该损耗,准三能级激光系统的倍频噪声问题便会得以改善.
腔内倍频激光器 噪声 准三能级 耦合微分方程组 再吸收损耗
1 西北大学,光子学与光子技术研究所,光电子技术省级重点开放实验室,西安,710069
2 西安建筑科技大学,理学院,西安,710055
3 长安大学,基础部,西安,710064
运用传输矩阵理论分析了Z型折叠腔声光调Q系统稳定运行的条件.分析了激光晶体的热透镜焦距、腔长、反射镜的曲率半径对系统稳定性的影响,进行了数值计算和讨论.发现较短腔长其腔的稳定性较好,经过实验验证,较短腔长的激光器转换效率较高,易获得较高的输出功率.
Z型折叠腔 腔内倍频激光器 声光调Q 传输矩阵
1 西安建筑科技大学理学院,西安,710055
2 西安交通大学电子与信息工程学院,710049
3 西北大学光子学与光子技术研究所,710069
连续波激光器系统腔内倍频非线性光学晶体吸收基频光辐射产生谐波的同时,也会在晶体内部产生非均匀温升,引起折射率变化,破坏位相匹配条件,影响激光器谐波转换效率.解决问题的关键是准确得出晶体内部温度场.由于激光器中激光模式和边界条件的复杂性,无法得到温度场的解析解.利用半解析热分析方法得出了晶体工作在TEM00模式下产生的温度场计算公式,分析了对温度场分布的各种影响.所得结果对?ㄇ荒诒镀导す庀低成杓平鸬街傅甲饔?
非线性光学晶体 腔内倍频激光器 半解析热分析方法 TEM00模式 温度场分布
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300072
2 天津大学理学院,天津 300072
对二极管激光器端面抽运的准三能级自倍频激光系统进行了详细的理论研究。首先,利用准三能级的速率方程和缓变包络近似,从Maxwell方程出发,建立了准三能级自倍频激光器空间耦合波方程。然后结合典型二极管激光器抽运Yb:YAB激光器的相关参数,用计算机模拟了该激光系统的数值解,理论结果显示自倍频光和基频光受晶体的温度影响很大,当晶体温度升高时,激光输出迅速降低;在有效倍频长度内,分别存在不同的最佳晶体长度使自倍频光和基频光输出最大;同时也得到了自倍频光与基频光强度成二次方变化的普遍倍频规律。最后利用M2因子对自倍频光和基频光的相对强度受抽运光光束质量的影响作了定量分析。
激光技术 自倍频激光器 准三能级系统 耦合波方程 Yb:YAB晶体
使用矩阵光学方法分析了V型折叠腔内腔倍频激光系统稳定运行的条件.分析了腔几何参数包括腔的尺寸、反射镜的曲率半径以及倍频晶体的热焦距对系统稳定性的影响,并作了数值计算和讨论.
V型折叠腔 内腔倍频激光器 谐振腔稳定性 矩阵光学
使用Jones矩阵法详细研究了V型折叠腔内腔倍频激光器抑制绿光噪声的条件,并用计算结果作了说明.给出了一些典型的V型折叠腔有效调整偏振态以消除和频的配置方式,并与有关实验作了比较.
内腔倍频激光器 绿光问题 折叠腔 Jones矩阵
四川大学 激光物理与化学研究所,四川 成都,610064
将Jones矩阵法与耦合波方程结合起来分析折叠腔腔内倍频中的绿光问题.在用Jones矩阵法分析折叠镜的偏振效应基础上,通过数值求解耦合波方程讨论了这一效应对绿光输出稳定性的影响,计算结果与相关实验结果的比较表明,合理设计的折叠腔可以比线性腔更有效地抑止绿光波动.
偏振效应 内腔倍频激光器 绿光问题 耦合波方程 Polarization effect Intracavity frequency-doubled laser Green problem Coupling wave equation
1 四川大学 激光物理与化学研究所,四川 成都,610064
2 中国工程物理研究院应用电子学研究所,四川绵阳,621900
成功研制了一台高功率二极管泵浦声光Q开关腔内倍频Nd:YAG激光器.当泵浦功率约为350W时,采用透过率为30%的输出耦合镜,调Q激光输出功率32.5W,脉宽约200ns,重复频率7kHz;采用Ⅱ类匹配KTP晶体腔内倍频,获得了32.5W的绿光输出,脉宽约120ns.输出光束平滑,远场为类高斯分布,测得的光束质量因子为3.6.
高功率 二极管泵浦 腔内倍频激光器 High power Diode-pumped Intracavity-doubled laser
