Author Affiliations
Abstract
1 Chinese Academy of Sciences, GBA branch of Aerospace Information Research Institute, Guangzhou, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, China
A 60-mW solid-state deep ultraviolet (DUV) laser at 193 nm with narrow linewidth is obtained with two stages of sum frequency generation in LBO crystals. The pump lasers, at 258 and 1553 nm, are derived from a homemade Yb-hybrid laser employing fourth-harmonic generation and Er-doped fiber laser, respectively. The Yb-hybrid laser, finally, is power scaling by a 2 mm × 2 mm × 30 mm Yb:YAG bulk crystal. Accompanied by the generated 220-mW DUV laser at 221 nm, the 193-nm laser delivers an average power of 60 mW with a pulse duration of 4.6 ns, a repetition rate of 6 kHz, and a linewidth of ∼640 MHz. To the best of our knowledge, this is the highest power of 193- and 221-nm laser generated by an LBO crystal ever reported as well as the narrowest linewidth of 193-nm laser by it. Remarkably, the conversion efficiency reaches 27% for 221 to 193 nm and 3% for 258 to 193 nm, which are the highest efficiency values reported to date. We demonstrate the huge potential of LBO crystals for producing hundreds of milliwatt or even watt level 193-nm laser, which also paves a brand-new way to generate other DUV laser wavelengths.
193 nm solid-state laser deep ultraviolet LBO crystal sum frequency mixing narrow linewidth 
Advanced Photonics Nexus
2024, 3(2): 026012
徐思志 1夏瀛 1高瑜博 1,2刘星 1,2,*[ ... ]阮双琛 1,2,*
作者单位
摘要
1 深圳技术大学 先进光学精密制造技术广东普通高校重点实验室,深圳 518118
2 深圳技术大学 中德智能制造学院,深圳 518118
3 大族激光科技产业集团股份有限公司,深圳 518103
4 深圳大学 物理与光电工程学院 深圳市激光工程重点实验室,深圳 518060
采用多级串联的主振荡放大技术,将SESAM锁模的种子光通过多级串联端泵Nd∶YVO4晶体放大,产生平均功率为148.7 W、重复频率500 kHz~4 MHz、脉冲宽度8 ps的1 064 nm基频光,同时开展了LBO晶体高效率二倍频的研究。通过优化相位匹配,实现了平均功率为95 W的532 nm皮秒激光输出,光-光转换效率达65%,光束质量因子MX2=1.27/MY2=1.42,6 h功率抖动均方根低于0.8%。该绿光皮秒激光系统具有平均功率高、转换效率高、光束质量好、稳定性高、重频可调等优点,可以被作为皮秒激光加工系统的光源,被应用于科学研究和工业加工领域。
绿光皮秒 皮秒激光器 二次谐波产生 固体放大器 LBO晶体 Picosecond green laser Picosecond laser Second-harmonic generation Solid-state laser amplifier LBO crystal 
光子学报
2023, 52(9): 0914002
陈邱笛 1,2,3郑为比 1,2,3张沛雄 1,2,3,*李真 1,2,3陈振强 1,2,3
作者单位
摘要
1 广东省晶体与激光技术工程研究中心,广东 广州 510632
2 广东省光纤传感与通信重点实验室,广东 广州 510632
3 暨南大学 光电工程系,广东 广州 510632
本工作首次在新型Nd∶Gd0.1Y0.9AlO3(Nd∶GYAP)晶体上实现了540 nm倍频绿光激光器。Nd∶GYAP晶体产生在1 μm波段的基频激光中心波长为1 079.4 nm,在此基础上利用LBO晶体产生的倍频绿色激光的中心波长为539.4 nm,阈值为46 mW,最大输出功率为65 mW。这一激光系统产生的约为540 nm的绿色激光相较于传统Nd离子掺杂的晶体1 064 nm激光倍频而来的532 nm绿色激光,可以有效地避开Nd3+位于530 nm附近的吸收峰。因此,具有更长波长、发射峰位于约540 nm处的绿色激光器可以使激光输出更有效,并扩展绿色激光器的应用。
LBO Nd∶GYAP 倍频 540 nm激光 绿色激光器 LBO Nd∶GYAP frequency doubling 540 nm laser green laser 
发光学报
2023, 44(8): 1463
陈邱笛 1,2,3郑为比 1,2,3张沛雄 1,2,3,*李真 1,2,3陈振强 1,2,3
作者单位
摘要
1 广东省晶体与激光技术工程研究中心, 广州 510632
2 广东省光纤传感与通信重点实验室, 广州 510632
3 暨南大学光电工程系, 广州 510632
本文研究了一种在激光谐振腔内额外加入晶体以优化谐振腔稳定性的方式, 通过在谐振腔内加入折射率合适的晶体有效提高了激光输出性能。本工作搭建了一台Nd3+∶Gd0.1Y0.9AlO3(Nd∶GYAP)晶体激光器, 并在激光谐振腔内置入LBO晶体, 研究对比了LBO对b切和c切晶体激光性能的影响, 以及有无LBO时的激光器性能, 包括输出功率、激光波长、光束质量和偏振特性。结果表明, 当在激光谐振腔内置入LBO后, 光谱和光束质量基本没有发生变化, b切Nd∶GYAP激光器的斜率效率从18.9%提高到24.3%, c切Nd∶GYAP激光器的斜率效率从2.87%提高到10.07%, b切晶体的最大输出功率从0.931 W增加到1.254 W, c切晶体的输出功率从63 mW增加到134 mW。置入LBO后, 输出激光的偏振由于旋光现象也会在一定程度上发生偏转。因此, 在一些必须延长腔长的情况下, 如调谐和锁模操作中, 该工作为其提供了一种提高激光器斜率效率和输出功率的方法。
~1 μm激光 输出功率 激光光谱 光束质量 偏振特性 LBO LBO Nd∶GYAP Nd∶GYAP ~1 μm laser output power laser spectrum beam quality polarization characteristic 
人工晶体学报
2023, 52(3): 405
作者单位
摘要
北京华岸科技有限公司,北京 100176
报道了一种利用中心波长为915 nm的激光二极管(LD)泵浦的中心波长为355 nm的高稳定性全固态紫外激光器。在该激光器中,将中心波长为915 nm,线宽为5.3 nm的LD作为泵浦源,端面泵浦Nd∶YVO4晶体,并将两块LBO晶体分别作为二倍频和三倍频晶体。采用V型平凸非稳腔结构和声光调Q方式,获得了稳定运行的中心波长为355 nm的全固态紫外激光器。当重复频率为30 kHz,泵浦功率为45 W时,紫外激光器的输出功率为3.7 W,脉冲宽度约为13 ns,光光转换效率约为8.2%,光束质量因子M2小于1.2且在6 h运行时间内,输出功率稳定性(峰峰值)小于4.5%。
激光器 紫外激光器 915 nm 三倍频 355 nm LBO晶体 
激光与光电子学进展
2021, 58(19): 1914003
Author Affiliations
Abstract
1 GoLP/Instituto de Plasmas e Fusão Nuclear, Instituto Superior Tecnico, Universidade de Lisboa, 1049-001 Lisboa, Portugal
2 Central Laser Facility, Science and Technology Facilities Council, Rutherford Appleton Laboratory, Harwell Science and Innovation Campus, Didcot, UK
3 INFN-LNF, Via Enrico Fermi 54, 00044Frascati, Italy
4 School of Engineering and Physical Sciences, Heriot-Watt University, Edinburgh, UK
A petawatt facility fully based on noncollinear optical parametric chirped pulse amplification (NOPCPA) technology, Vulcan OPPEL (Vulcan OPCPA PEtawatt Laser), is presented. This system will be coupled with the existing hybrid-CPA/OPCPA VULCAN laser system (500 J, 500 fs beamline; 250 J, ns regime beamline) based on Nd:glass amplification. Its pulse duration (20 times shorter) combined with the system design will allow the auxiliary beamline and its secondary sources to be used as probe beams for longer pulses and their interactions with targets. The newly designed system will be mainly dedicated to electron beam generation, but could also be used to perform a variety of particle acceleration and optical radiation detection experimental campaigns. In this communication, we present the entire beamline design discussing the technology choices and the design supported by extensive simulations for each system section. Finally, we present experimental results and details of our commissioned NOPCPA picosecond front end, delivering 1.5 mJ, ~180 nm (1/e2) of bandwidth compressed to sub-15 fs.
high-power laser LBO nonlinear crystal nonlinear optics ultra-broadband OPA ultrafast laser 
High Power Laser Science and Engineering
2020, 8(4): 04000e31
作者单位
摘要
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灯泵实验室, 辽宁 鞍山 114044
为了得到一种三倍频效率高达60%的355 nm脉冲激光器, 采用曲率半径分别为2 m的凹凸高斯镜和9 m的平凹全反镜组合作为谐振腔, 加以电光调Q, 得到1 064 nm高光束质量激光输出, 再将其进行行波放大, 获得重复频率10 Hz、脉宽7.3 ns、单脉冲能量1.01 J的1 064 nm基频光输出。利用 Ⅰ 类相位匹配LBO晶体进行二倍频、 Ⅱ 类相位匹配LBO晶体进行三倍频以得到波长为355 nm的紫外光输出。通过二倍频和三倍频输出特性和非线性晶体参数的分析和实验调试, 最终获得了单脉冲能量为608 mJ、脉宽为5.7 ns、线宽为2 nm的紫外激光输出。通过优化二倍频的转换效率, 可使1 064 nm基频光到三倍频得到的355 nm紫外光的转换效率达60%。
固体激光器 高转换效率高能量 LBO晶体 355 nm紫外激光器 solid laser high efficiency and high energy LBO crystal 355 nm UV laser 
发光学报
2018, 39(12): 1730
作者单位
摘要
1 中国建筑材料科学研究总院, 北京 100024
2 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 应用光学国家重点实验室, 吉林 长春 130033
3 中国科学院 理化技术研究所, 激光物理与技术研究中心, 北京 100190
采用硼酸锂(LBO)晶体腔外和频Nd∶YAG 1 064 nm与1319 nm激光获得了高功率准连续微秒脉冲钠导星激光。通过改进的欧拉方法数值模拟了和频过程的三波耦合方程, 优化了基频光的束腰大小与LBO晶体长度。为了提高和频效率, 通过像传递系统对两路基频光进行扩束整形实现了空间模式匹配, 通过精确控制触发延时实现了时域激光脉冲同步。研究了500, 600, 800及1000 Hz条件下的和频输出特性, 结果显示, 该条件下分别产生了53, 42.6, 27及22 W的589 nm激光输出, 相应的和频效率分别为21.8%, 20.3%, 16.9%和16.3%。 黄光最高功率时的光束质量因子M2为1.32, 脉冲宽度为100 μs。采用了PZT与步进电机复合控制系统进行稳频, 实现频率的波动为±0.2 GHz, 保证了黄光波长在钠原子D2a谱线的吸收谱内。该项研究为获取50 W级高功率准连续微秒脉冲钠导星激光提供了有效的技术支持。
钠导星激光 高功率激光 硼酸锂(LBO)晶体 和频 稳频 sodium guide star laser high-power laser Lithium Borate(LBO) crystal sum-frequency generation frequency stabilization 
光学 精密工程
2017, 25(10): 2661
作者单位
摘要
1 西北大学 光子学与光子技术研究所, 西安 710061
2 西安文理学院 应用物理研究所, 西安 710065
利用差频发生器产生波长范围为1.1~2.2 μm的可调谐近红外激光.实验搭建了差频光路系统,以0.56~0.71 μm染料激光器作为泵浦光、1.064 μm的半导体激光器作为信号光,经过三硼酸锂晶体在Ⅰ类相位匹配方式条件下通过温度调谐非临界相位匹配方式差频产生较高功率的近红外激光,在近红外波段测得其平均输出功率在30 mW以上.泵浦光功率为1.2 W、信号光功率为0.31 W时,测得差频波长为1.54 μm的输出功率为35 mW,转化效率达11.7%.该近红外差频发生器具有宽调谐、窄线宽的特点.
非线性光学 近红外 差频发生器 非临界相位匹配 三硼酸锂晶体 Nonlinear optics Near-infrared radiation Different-frequency generation Non-critical phase-matched LBO crystal 
光子学报
2015, 44(8): 0819002
作者单位
摘要
核工业理化工程研究院, 天津 300180
报道了一台高效高功率的腔内三倍频355 nm 紫外激光器。倍频与和频均采用II 类相位匹配方式。选择谐波的偏振方向以提高1064 nm 基频光到355 nm 三倍频光的转换效率。在一个简单的线性谐振腔中,采用一个激光二极管侧面抽运的Nd∶YAG 的模块,双声光Q 开关进行调制,以两块LBO 晶体分别作为倍频晶体与和频晶体。在10 kHz重复频率下,当抽运光功率约为623 W 时,获得最大输出功率为51.5 W 的355 nm 激光,脉冲宽度为36.5 ns,光-光转换效率大于8%。测得x 与y 方向的光束质量因子分别为M 2x =10.89,M 2y =12.32。
激光器 紫外激光器 三倍频 
激光与光电子学进展
2015, 52(7): 071403

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