齐鲁工业大学(山东省科学院) 激光研究所，山东 青岛 266100
近年来，超快掺镱锁模光纤激光器由于其转换效率高、操作方便、免维护、尺寸紧凑等优点，被广泛应用于工业加工、医疗外科、多光子成像等领域。在激光器中补偿群速度色散是获得皮秒甚至飞秒脉冲的有效方法。通过利用光栅对与光谱滤波器，实现了对激光波长、腔内色散和光谱宽度的灵活调节。该激光器能输出稳定的锁模脉冲，对应的基本重复频率为19.41 MHz。在+ 0.0127 ps2色散时中心波长1015~1037 nm可调；在+0.007 ps2色散时中心波长1015~1045 nm可调以及在−0.0127 ps2色散时中心波长1020~1046 nm可调。同时，当净腔色散从反常色散到近零色散变化时，光谱带宽可从1.40 nm调到19.38 nm，对应的压缩后脉冲宽度可从1.03 ps调至175.9 fs。该方案具备连续调整激光器状态的能力，有望用于高功率大能量飞秒激光前端，可以满足对激光器有多种谱宽及波长的应用需求。
飞秒 掺镱激光器 光栅对 激光调谐 femtosecond ytterbium doped fiber laser grating pair laser tuning 红外与激光工程
2022, 51(6): 20210444
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
1 西安电子科技大学物理与光电工程学院, 陕西 西安 710071
2 中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室, 北京 100190
高重频全固态掺镱飞秒激光放大器在工业超快非热微加工、极紫外光学频率梳、高通量高次谐波产生、角分辨电子动量谱等领域有着重要的作用。首先总结了高重复频率飞秒激光放大面临的增益介质热管理和增益窄化效应等关键技术瓶颈,并对近年来不同掺镱晶体全固态再生放大和行波放大技术的参数特点、适用范围及研究进展进行了梳理。最后展望了基于新型掺镱激光介质的全固态高功率飞秒激光放大器。
激光光学 高重复频率 再生放大器 行波放大器 掺镱激光介质
强激光与粒子束
2020, 32(10): 101001
强激光与粒子束
2020, 32(1): 011005
1 山东大学信息科学与工程学院, 山东 青岛 266237
2 山东省激光技术与应用重点实验室, 山东 青岛 266237
3 山东大学激光与红外系统集成技术教育部重点实验室, 山东 青岛 266237
掺镱块状材料是产生高功率超短脉冲激光输出的一种有效技术途径,具有造价低、易加工、易调节、可承受脉冲能量大等优势。该材料介于光纤、单晶光纤、板条、薄片之间,基于块状材料的超短脉冲激光放大器逐渐成为超快激光领域的研究热点。在具体体现形式上,主要有行波(单通、双通、四通)放大结构和再生放大结构;在所使用的增益介质方面,主要以Yb∶YAG为主,另外还有Yb∶KYW、Yb∶KGW、Yb∶CALGO、Yb∶CaF2、Yb∶Lu2O3、Yb∶Y2O3等。梳理和总结了目前已经公开报道的相关结果,并对掺镱块材料超短脉冲激光放大器,尤其在百瓦甚至千瓦量级的超短脉冲放大器上的潜在应用及未来发展趋势进行了探讨和展望。
激光器 掺镱激光 超快激光 激光放大器 激光与光电子学进展
2020, 57(7): 071605
华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室, 上海 200062
基于非线性放大环形镜,设计了一种全正色散掺镱光纤锁模激光器。在抽运功率为80 mW的情况下,该掺镱光纤锁模激光器可以实现平均功率为7.8 mW的稳定输出。输出激光脉冲的重复频率为9.9 MHz,中心波长为1064 nm,脉冲宽度约为18 ps,相应的光谱宽度为0.18 nm。该激光器具有结构简单、自启动、稳定性高的优点。
激光器 锁模激光器 光纤激光 掺镱激光 非线性光纤光学
提出了一种全光纤偏振输出锁模光纤激光器。在谐振腔内无滤波器件时, 利用光纤偏振分束器的偏振输出和光纤的双折射偏振滤波效应在全正色散域获得稳定的锁模脉冲序列, 脉冲重复频率为2.2 MHz, 单脉冲能量达100 nJ。利用级联偏振控制器调节腔内偏振状态, 获得了单波长和双波长锁模输出, 在1 μm波段观测到了稳定的暗孤子脉冲, 腔内偏振态的演变是获得不同锁模状态的关键性因素。双波长锁模输出状态下的波长可调谐宽度达12 nm, 利用系统透过率函数理论分析了利用腔内偏振调节实现波长调谐的原理。
激光器 光纤激光器 掺镱激光器 锁模激光器 激光与光电子学进展
2017, 54(8): 081404
输出功率和斜率效率是衡量光纤激光器输出特性的两个重要的参数, 它们反映了光纤激光器的光—光转换能力。利摘用 matlab仿真工具对双包层 DBR掺镱 (Yb3+ )激光器的结构参数对激光输出特性的影响进行了数值模拟, 得出光纤长度、腔镜反射率和激光器的输出特性之间的关系, 并对激光器的参数选择提出了优化说明。
双包层掺镱激光器 输出功率 斜率效率 double cladding doped yttrium laser output power slope efficiency
厦门大学 信息科学与技术学院电子工程系,福建 厦门 361005
激光二极管抽运的被动调Q固体激光器不仅结构简单、紧凑,而且由于采用端面抽运的方式有效地耦合了抽运光和激光可以获得高光束质量的激光输出,同时由于其独特的短腔长从而可以实现亚纳秒、高峰值功率的激光输出,在激光加工、激光通信、医疗、生物和材料微结构分析等方面有非常广阔的应用前景。在过去的十多年里,采用掺镱离子(Yb3+)的激光材料作为激光增益介质,用Cr4+:YAG和半导体可饱和吸收镜等作为被动调Q开关的被动调Q微片激光器取得了长足的进展,不仅获得与基于掺钕离子激光材料作为增益介质所实现的相同的高峰值功率被动调Q激光输出,而且在激光效率及激光设计的灵活性方面凸显出了明显的优点。系统地介绍了基于掺Yb3+离子激光材料作为激光增益介质实现被动调Q微片激光器的研究进展及其在未来的发展趋势。
激光器 微片激光器 掺镱激光材料 被动调Q 高峰值功率 可饱和吸收体
