1 天津大学精密仪器与光电子工程学院激光与光电子研究所, 天津 300072
2 天津大学光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
提出了一种实现全光纤中红外激光器脉冲运转的方法。利用氟化物玻璃中镝离子(Dy 3+)的2.8 μm波段的吸收截面与铒离子(Er 3+)发射截面重合的特性,将掺镝氟化物光纤作为中红外波段的可饱和吸收体,实现2.8 μm掺铒氟化物光纤激光器全光纤结构的被动调Q脉冲运转;通过在可饱和吸收体两端引入中心波长为3.1 μm的光纤光栅,解决Dy 3+上能级寿命较长所导致的高泵浦功率下Dy 3+吸收饱和、进而导致被动调Q失效的问题。基于该结构建立了2.8 μm被动调Q掺铒光纤激光器的速率方程模型,计算了可饱和吸收体的参数及其两端的谐振腔反馈条件对2.8 μm激光器的脉冲运转功率和时间特性的影响。计算结果表明,通过在可饱和吸收体两端引入光纤光栅可以加快可饱和吸收体的恢复过程,使激光器能够在高泵浦功率下保持调Q脉冲运转。
激光器 中红外激光器 被动调Q激光器 光纤可饱和吸收体 掺铒光纤激光器 光学学报
2022, 42(10): 1014002
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 天水师范学院激光技术研究所, 甘肃 天水 741001
2 宝鸡文理学院物理与光电技术学院, 陕西 宝鸡 721016
3 陕西科技大学文理学院, 陕西 西安 710021
采用双壁碳纳米管可饱和吸收体为锁模启动元件,在Tm∶LuAG激光器中实现了输出波长分别为2017 nm和2029 nm的双波长被动调Q锁模运转。该实验装置以可调谐掺钛蓝宝石激光器为抽运源,选用透过率为3%的输出耦合镜,当吸收功率大于2292 mW时,激光运转进入稳定调Q锁模状态。最大吸收抽运功率达到6.7 W时,调Q锁模输出功率为1.28 W,斜效率为22.39%,锁模脉冲的重复频率为102 MHz,对应的单脉冲能量为12.55 nJ。
激光器 Tm∶LuAG激光器; 可饱和吸收体 被动调Q激光器 双波长 光学学报
2019, 39(12): 1214004
1 天水师范学院激光技术研究所, 甘肃 天水 741000
2 陕西师范大学物理学与信息技术学院, 陕西 西安 710062
利用二维过渡金属材料WS2作为2 μm波段可饱和吸收体, 采用典型的X型四镜腔结构, 实现了Tm,Ho∶LuLiF4激光器低阈值被动调Q运转。实验结果表明, 吸收功率为260 mW时开始启动调Q运转, 吸收抽运功率大于650 mW时, 调Q激光脉冲进入稳定运转。抽运功率为2000 mW时, 在中心波长1895 nm波段输出功率为88 mW, 典型脉冲宽度为4 μs, 重复频率为16.89 kHz, 对应最大单脉冲能量为5.21 μJ。结果表明, WS2材料可以作为2 μm固体激光器的可饱和吸收体。
激光技术 WS2可饱和吸收体 被动调Q激光器 Ho∶LuLiF4激光器 低阈值激光器
1 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
提出了被动调Q激光器谐振腔中的相邻两个纵模之间的建立时间之差的解析表达式，并给出了可以有效预测小增益以及初始反转粒子数比阈值粒子数大若干倍情况下单频激光运转的概率的方法。为了证实理论预测，采用腔长11 cm以Cr4+YAG晶体被动调Q的NdYAG激光系统进行了实验验证，实验结果很好地证明了根据相邻纵模建立时间差所分析出的单频运转的概率，以及在一定条件下被动调Q激光器能在无腔内选模元件的情况下稳定地输出单纵模脉冲。
激光光学 被动调Q激光器 纵模选择 激光理论 时间判据
1 西南石油大学, 四川 成都 610500
2 西南技术物理研究所, 四川 成都 610041
为获得一体化ns脉冲固体激光器，设计了一种Cr4+∶YAG被动调Q的激光器，将Cr4+∶YAG和Nd∶YAG热键合到一起，并在两端直接镀膜构成F-P激光腔。实验中用光纤耦合的激光二极管端面泵浦激光晶体，实现准连续的激光脉冲输出。针对实验中存在的热透镜效应，设计了一散热片，并对风吹和散热片的实验结果进行了对比。实验证实了设计的可行性，并实现了激光器的稳定运转。
Cr4+∶YAG被动调Q激光器 热键合 热透镜效应 Cr4+∶YAG passively Q-switched laser thermal bonding thermal lens effect
浙江大学,现代光学仪器国家重点实验室,杭州,310027
建立了LD预泵浦的被动调Q平平腔Cr4+,Nd3+:YAG微片激光器模型,分析了预泵浦参数与激光脉冲时间特性的关系,设计了LD预泵浦的Cr4+,Nd3+:YAG微片激光器实验,测量了不同预泵浦参数下激光单脉冲以及脉冲序列的时间特性.实验结果与数值计算结果基本符合:调节预泵浦参数使每个泵浦脉冲刚好对应输出单个激光脉冲时,固定脉冲泵浦宽度,脉冲泵浦速率随连续泵浦速率的增加呈一次函数减小;固定连续泵浦速率,脉冲泵浦速率随脉冲泵浦宽度的增加呈非线性函数减小.结果还表明,激光脉冲半高全宽随整体泵浦速率的增加而减小,峰值功率随整体泵浦速率的增加而增加;当整体泵浦速率在阈值附近变动时,激光单脉冲时间特性的变化最为明显.
预泵浦条件 被动调Q激光器 脉冲特性 微片激光器
研究了被动调Q激光器选用激光加热基座法(LHPG)生长的Cr4+∶YAG-Nd3+∶YAG一体化复合型单晶光纤。初步实验结果表明该单晶光纤完全满足全固化被动调Q激光器的要求。对配置两种不同结构输出镜时分别对应的输出光束的特性进行了观测。已实现了脉宽9 ns,最大平均输出功率达19 mW,频率为10 kHz的调Q激光。
激光技术 复合型单晶光纤 被动调Q激光器 Cr4+∶YAG光纤
