1 中国海洋大学信息科学与工程学部物理与光电工程学院，山东 青岛 266100
2 青岛镭创光电技术有限公司，山东 青岛 266107
自倍频激光器的发展很大程度受到热效应的限制，为了减弱激光器热效应，获得更高光束质量的黄光激光输出，提出了1020 nm激光同带泵浦Yb：YCOB自倍频晶体的黄光激光器。通过理论分析，对比传统976 nm激光二极管泵浦方式，解释了自倍频晶体吸收泵浦光能量所产生的热透镜效应对光学倍频过程中相位匹配条件的影响，阐明了1020 nm同带泵浦方式光束质量提升的原因。并通过实验获得了更高光束质量的570 nm黄光激光输出，光束质量因子，。研究结果表明，1020 nm波长泵浦方式下出射光束质量较传统976 nm泵浦方式有明显的提高，且谱宽更窄。该研究对于降低Yb∶YCOB自倍频激光器热效应，获得光束质量较高、谱宽更窄的高功率黄光激光器具有指导作用。
激光器和激光光学 自倍频 固态激光器 热效应 激光与光电子学进展
2023, 60(13): 1314001
天津理工大学功能晶体研究院天津市功能晶体材料重点实验室，天津 300384
自倍频激光晶体同时具有激光及非线性光学性质，可在单个晶体器件中完成激光和倍频过程。该类晶体制备的激光器具备结构简单、体积小、稳定性好等优点，可满足现代化信息社会对高集成光电器件的要求。晶体镀膜是激光晶体得以应用的重要环节。依据Yb∶La2CaB10O19(Yb∶LCB)晶体特性、技术参数及光学薄膜设计理论，选择Ta2O5和SiO2分别作为高、低折射率材料，利用OptiLayer和Zygo干涉仪表征薄膜的光学性能和表面粗糙度，分析了离子源偏压对折射率和表面粗糙度的影响规律，并确定了离子源参数。采用光学监控和石英晶控相结合的方式，精准控制各膜层厚度，降低薄膜厚度的监控误差。测试结果表明，制备的Yb∶LCB晶体器件成功应用于590 nm激光输出系统。
材料 薄膜 自倍频晶体 离子辅助沉积 光学监控 中国激光
2022, 49(11): 1103002
1 青岛大学物理科学学院, 山东 青岛 266071
2 海军航空大学航空基础学院, 山东 烟台 264001
介绍和总结了近年来掺Yb稀土钙氧硼酸盐(Yb∶ReCOB)晶体激光器研究取得的主要进展。这些进展包括连续波激光器,声光调Q,以Cr 4+∶YAG、GaAs、二维材料等为可饱和吸收体的被动调Q,SESAM被动锁模,克尔透镜锁模,以及自倍频绿光和黄光激光器等。这类Yb∶ReCOB晶体对许多不同运转模式的全固态激光器应用都表现出很大潜力。
激光光学 Yb激光器 调Q 锁模 自倍频 Yb∶YCOB; Yb∶GdCOB; 激光与光电子学进展
2020, 57(7): 071604
福建师范大学光电与信息工程学院， 激光与光电子技术研究所， 福建省光子技术重点实验室，医学光电科学与技术教育部重点实验室， 福建 福州 350007
为了获得较好的激光性能，研究了直接与间接抽运对自倍频(SFD)激光性能的影响。建立了自倍频激光模型，并与已有的实验结果进行分析比较。利用该模型分析比较了直接与间接抽运下Nd3+YAl3(BO3)4(Nd3+YAB)自倍频激光性能。结果表明，当晶体的Nd3+浓度和长度的乘积低于一个特定值时，直接抽运获得的自倍频激光输出低于间接抽运，这表明直接抽运并不适用于任意浓度和长度的Nd3+晶体。给出了特定实验条件下适用于直接抽运要求的晶体浓度和长度。对其他自倍频晶体和不同的实验条件，采用类似的方法，也可以得到适用于直接抽运要求的晶体浓度和长度。
激光器 自倍频 直接抽运 间接抽运 模型 中国激光
2012, 39(s2): s202001
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院, 光电信息科学技术教育部重点实验室, 天津 300072
2 山东大学晶体材料国家重点实验室, 山东 济南 250100
对自倍频(SFD)效应在半导体可饱和吸收镜(SESAM)锁模激光器中抑制调Q倾向的机制进行了详细的理论研究和数值模拟。推导了含有自倍频效应的SESAM锁模激光器中非线性损耗的表达式, 建立了描述激光器内脉冲能量变化的方程组。用微扰法分析了锁模激光器的稳定性条件, 证明了适当强度的自倍频效应能够抑制激光器的调Q倾向, 降低稳定锁模的阈值。用计算机仿真模拟了锁模激光器在有无自倍频效应时的特征, 验证了理论推导的结论。
非线性光学 自倍频 半导体可饱和吸收镜 调Q锁模 微扰法
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 山东大学晶体材料国家重点实验室, 济南 250100
报道了一种新型自倍频晶体Yb∶Gd0.2Y0.75(BO3)4 (Yb∶GdYAB)在二极管激光器端面抽运条件下的连续光激光运转。为了实现紧凑的新型全固态激光器的激光运转,设计了一个平平谐振腔,两个镜子的分开距离仅为1 cm,在这种腔结构下,得到了中心波长为1044 nm的基频激光输出,当吸收抽运功率为4.22 W时,基频激光的最大输出功率为1.38 W,相应功率曲线最大斜效率为54%。为获得有效的自倍频激光输出,换用了平凹腔进行了自倍频实验。自倍频光运转阈值仅为900 mW,在吸收抽运功率为3.9 W的条件下,得到144 mW的自倍频绿色激光输出,获得从二极管激光器到绿光的直接光光转换效率为3.7%。实验结果表明Yb∶GdYAB作为一种新型的自倍频晶体,对于紧凑的1 μm波段的基频光和自倍频可见光激光器都有着很大的应用潜力。
激光器 自倍频 Yb∶GdYAB 晶体 二极管激光器抽运
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
1 中国科学院福建物质结构研究所,福州,350002
2 Laboratoire de Physico-Chiimie des Materiaux Luminescents,University Claude Bernard,43 Bd 11 Novermbre 1918 Bat.205,4e etage 69622 Villeurbrnne (France)
我们用K2Mo3O10-B2O3助熔剂生长出尺寸为35mm的优质Nd3+:GdAl3(BO3)4激光晶体,测定了偏振的吸收和发射光谱.加工出长度为4.60mm的激光器件,用染料激光器泵浦,通过晶体的自倍频得到119.5μJ的绿色激光输出,光-光转换效率为4.3%;通过晶体的自和频得到445μJ的蓝色激光输出,光-光转换效率为7.3%.
晶体生长 自倍频特性 自和频特性 Nd3+:GdAl3(BO3) Crystal growth Self-frequency doubling properties Self-sum-frequency mixing properties GdAl3（BO3）4:Nd3+Crystal
1 山东大学光学系,济南 250100
2 山东大学晶体材料研究所生长室,济南 250100
3 山东大学晶体材料研究所器件室,济南 250100
Nd:YCa4O(BO3)3(简称Nd:YCOB)是一种新型自倍频激光复合功能晶体。利用Datachrom-5000型染料激光器作为抽运源,横向抽运钕离子原子比为8%的Nd:YCOB获得了530.2 nm绿色自倍频激光输出。在样品未镀膜的情况下阈值抽运能量小于2 mJ,绿光输出能量最大为1.03 mJ,能量转换效率约为3.3%。
复合功能晶体 自倍频 抽运。
山东大学晶体材料国家重点实验室, 济南 250100
报道了Nd:GdCOB晶体相位匹配方向不位于主平面上的自倍频特性,并与位于主平面内的倍频方向进行了比较。获得11.3 mW的自倍频绿光输出,光-光转换效率为2.3%,自倍频腔阈值为1 mW。对实验结果进行了讨论。
Nd:GdCOB晶体 自倍频 相位匹配
