西安工业大学 光电工程学院，陕西 西安 710021
高脉冲能量和窄脉冲宽度的激光放大器可以应用在诸多领域，例如激光加工、激光医疗美容和激光雷达。种子源激光器与行波放大结构相结合的主振荡功率放大（MOPA）技术，既能保证输出的脉冲激光相关特性（如脉宽和重复频率等）与种子源特性一致，又能实现激光输出能量的放大。因此MOPA技术成为激光放大器工程应用中的主要技术。本课题针对医疗美容对亚纳秒级大能量激光放大器的需求，研制了一台基于亚纳秒微片固体激光器的激光放大器。首先，采用亚纳秒被动调Q微片固体激光器作为种子源。种子源激光器在重复频率为10 Hz，脉冲宽度为487.3 ps时输出能量为190 μJ的1064 nm种子光。然后，利用自制的两个氙灯泵浦Nd: YAG模块作为主放大器对亚纳秒激光脉冲能量进行放大，对放大过程自激振荡产生的能量实现了抑制，有效地提高了放大过程中的能量转换效率。最终，得到了波长1064 nm和532 nm可切换输出，在重复频率为10 Hz时，获得了脉冲宽度496.4 ps，脉冲能量561 mJ@1064 nm，330 mJ@532 nm，能量稳定性2%且光斑均匀的亚纳秒激光输出。
亚纳秒 高能量 氙灯泵浦 波长可切换 放大器 sub-nanosecond high pulse energy xenon lamp pumping wavelength switchable amplifier 红外与激光工程
2022, 51(4): 20210200
1 光电信息控制和安全技术重点实验室, 天津
2 哈尔滨工业大学可调谐(气体)激光技术国家级重点实验室, 哈尔滨
研究了 Cr,Er:YAG晶体的能级结构, 分析了 Cr3+与 Er3+能量共振转移和 3 μm激光的能级跃迁过程。在室温条件下设计搭建摘了氙灯泵浦源及其泵浦的 Cr,Er:YAG激光器, 分析了激光器输出能量与泵浦能量、输出能量与晶体温度的关系。在单发自由运转模式下, 激光器最高输出能量 529 mJ, 脉冲宽度 103 μs, 斜率效率 0.26%。波长范围 2 923~2 940 nm, 2个峰值波长分别为 2 930 nm和 2 933 nm。实验结果表明, Cr,Er:YAG晶体能够有效实现 3 μm激光运转。
激光器 氙灯泵浦 laser Cr,Er:YAG Cr,Er:YAG xenon lamp pumping
1 沈阳理工大学 理学院, 辽宁 沈阳 110159
2 鞍山紫玉激光科技有限公司, 辽宁 鞍山114000
利用MOPA激光种子源, 结合氙灯泵浦行波放大方法研制了高能量脉宽可调1 064 nm波段激光器。激光器采用电调制脉宽方式控制MOPA光纤激光器脉冲信号的输出, 在保证高光束质量的前提下, 实现了脉宽8.6~220.9 ns可调的1 064 nm种子激光输出。选用双通放大级设计, 利用氙灯泵浦Nd:YAG晶体实现五级行波放大, 分析讨论了抑制自激振荡方法和行波放大过程中脉宽变窄的原因。当氙灯注入能量为60 J, 重复频率10 Hz时, 实现了脉宽调范围为4.2~173.3 ns的稳定1 064 nm激光输出, 单脉冲能量最高可达158 mJ。
脉宽可调 全固态激光器 氙灯泵浦 MOPA放大器 pulse width tuning solid-state laser xenon-lamp pumping MOPA amplifier 红外与激光工程
2019, 48(4): 0405005
中国工程物理研究院激光聚变研究中心,绵阳,621900
4×2阵列式片状放大器系统是我国正在建造的大型激光驱动器装置的核心组成部分,将直接确定整个装置的能量转换效率和总体结构.放大器系统采用模块化方案设计可以有效提高装置的可维护性,减少运行维护时间,提高运行效率和装置的性价比.报道了一台通光口径为29cm×29cm的新型氙灯泵浦钕玻璃激光阵列式片状放大器模块的研制情况,介绍了放大器系统的结构组成,并给出了有关设计参数.
阵列式片状放大器 氙灯泵浦 磷酸盐激光玻璃
1 山东大学晶体材料研究所, 济南 250100
2 山东大学光学系, 济南 250100
用染料激光和氙灯泵浦实现了Nd:S-FAP晶体低阈值、高效率的1.328 μm激光运转。在透过率7%的平-平腔情况下,染料激光泵浦斜效率为38%,阈值4.5 mJ,倍频红光波长为0.664 μm,线宽1.3 nm;采用氙灯泵浦(φ4×30 mm),实现了1.328 μm自由运转,阈值为240 mJ,斜效率为0.85%。测量了不同腔长,不同透过率情况的输出能量、光束发散角和偏振特性等。
Nd:S-FAP晶体 1.328 μm激光特性 染料激光和氙灯泵浦
1 山东大学光学系, 济南 250100
2 山东大学晶体材料研究所, 济南 250100
测量了新型晶体Nd:S-FAP，[Nd:Sr5(PO4)3F]的非偏振光吸收光谱。它具有宽的有效吸收带，在575 nm和804.5 nm处有二个强的吸收峰。采用微型氙灯泵浦实现了自由运转和染料片调Q运转。激光输出波长为1.059 μm。自由运转的阈值能量仅为150 mJ，斜效率为1.25％；调Ｑ输出的峰值功率密度为10 kW/cm2。测量了发射光谱及不同腔长、不同染料片小信号透射率情况下的输出能量、脉冲宽度等。
Nd:S-FAP晶体 氙灯泵浦 自由和调Q运转
1 山东大学光学系, 济南 250100赵圣之
2 山东大学光学系, 济南 250100张行愚
3 山东大学光学系, 济南 250100刘华
4 山东大学光学系, 济南 250100陆宝生
5 山东大学晶体材料研究所, 济南 250100潘恒福
6 山东大学晶体材料研究所, 济南 250100
首次报道了氙灯泵浦的自激活自倍频NYAB复合功能晶体的BDN染料片调Q运转,获得了自倍频绿光单脉冲.测量了不同L和T_o情况下的绿光脉冲的能量、脉宽和峰值功率.文中还从理论上推导了自激活自倍频晶体调Q激光器的方程组.数值求解方程组,所得的理论数据与实验结果很好地相符.最后,讨论了进一步提高绿光脉冲峰值功率的途径.
NYAB晶体 氙灯泵浦 调Q
