作者单位
摘要
国防科技大学理学院, 湖南 长沙 410073
采用自行研制的776.9 nm半导体激光器作为种子源, 经过锥形半导体放大器并整形后得到2.3 W的基频光,再利用Ⅰ类相位匹配的三硼酸锂晶体和蝶形倍频腔产生了388.4 nm紫外连续激光。分析了锥形放大器中热透镜效应对光束质量的影响, 并通过透镜、柱面镜、棱镜对光束进行整形, 提高了倍频腔的输入耦合效率。进一步通过优化倍频腔的束腰尺寸和腔参数, 提高了紫外激光二次谐波的转换效率。最终2.3 W的基频光产生940 mW的紫外倍频光输出, 倍频效率达到41%。
非线性光学 紫外连续激光 二次谐波 热透镜效应 三硼酸锂晶体 nonlinear optics ultraviolet continuous-wave laser second harmonic generation thermal lens effect LiB3O5 crystal 
量子电子学报
2023, 40(3): 392
作者单位
摘要
1 成都信息工程大学光电工程学院, 成都 610225
2 成都东骏激光股份有限公司, 成都 610630
在CdSe晶体光参量振荡器(OPO)中, 泵浦激光经过晶体后产生大量废热, 使CdSe晶体出现明显热透镜效应, 从而导致泵浦激光的光斑半径在晶体内部不断变小, 最终降低了晶体的损伤阈值和OPO的输出功率。本文利用COMSOL软件对高重频脉冲激光泵浦CdSe晶体进行多物理场建模, 完成了CdSe晶体热透镜效应仿真, 通过参数优化, 发现对流系数与晶体最大温度成反比, 与晶体后端面和焦点的光斑半径成正比, 聚焦位置随对流系数增加趋于稳定。单脉冲能量和重复频率与晶体最大温度和焦点的光斑半径成正比, 与晶体后端面光斑半径和聚焦位置成反比。准直激光光斑半径与晶体最大温度成反比, 与晶体后端面光斑半径、聚焦位置和焦点光斑半径成正比。该研究解决了CdSe OPO中晶体后端面光斑半径难以直接测量的问题, 为优化CdSe晶体热透镜效应提供了理论依据。
CdSe晶体 热透镜效应 高重频脉冲激光 射线追迹 光参量振荡器 CdSe crystal thermal lens effect high repetition frequency pulsed laser ray tracing OPO 
人工晶体学报
2023, 52(3): 421
作者单位
摘要
1 山西大学光电研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室,山西 太原 030006
2 山西大学极端光学协同创新中心,山西 太原 030006

利用结构紧凑的四镜环形单共振光学参量振荡器(SRO)实现了从近红外到中红外的瓦级单频激光输出。通过优化谐振腔腔镜的曲率半径以及谐振腔腔长,设计了双腰斑的四镜环形谐振腔,在两个腰斑处分别放置光学参量振荡晶体MgO∶PPLN和倍频晶体PPKTP。当单频1064 nm泵浦激光的注入功率为21 W时,得到了2.1 W的1550 nm信号光、1.1 W 的775 nm倍频光以及1.7 W的3393 nm闲频激光输出,总光光转换效率为23.3%,5 h内信号光、倍频光、闲频光的功率稳定性(均方根)分别优于2.5%、1.6%、0.8%。本团队研制的单频连续波激光器可以应用于包括压缩态光场和纠缠态光场等非经典光场制备的实验中。

激光 单共振光学参量振荡器 倍频 四镜环形腔 单频 热透镜效应 lasers singly resonant optical parametric oscillator frequency-doubling four-mirror ring cavities single-frequency thermal lens effect 
中国激光
2022, 49(18): 1801005
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光单元技术实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室, 上海 201800
4 上海大恒光学精密机械有限公司, 上海 201800
通过实验和理论相结合的方式,从热透镜效应角度研究了Er 3+,Yb 3+∶glass在激光二极管(LD)端面抽运条件下的激光输出能量,建立起LD抽运重复频率、Er 3+,Yb 3+∶glass热光系数与空腔运转斜率效率、调Q输出脉冲能量之间的关系。采用平凹腔结构,并以Co 2+∶MgAl2O4作为调Q开关,设计了LD端面抽运被动调Q激光器,实验结果发现,当热焦距大于前腔面光斑半径最小值对应的热焦距时,空腔运转斜率效率与材料的热光系数呈负相关,调Q输出脉冲能量与热光系数及抽运重复频率均呈负相关。基于理论研究,通过热焦距公式、稳定谐振腔的矩阵计算法以及被动调Q的速率方程进行数值模拟,解释并验证上述实验现象。结果显示,可通过降低抽运重复频率和选择低热光系数的Er 3+,Yb 3+∶glass等方式降低热透镜效应实现高脉冲能量的输出。
激光器 热透镜效应 输出能量 Er 3+ Yb 3+∶glass; 抽运重复频率 热光系数 lasers thermal lens effect output energy Er 3+ Yb 3+∶glass; pumping repetition frequency thermo-optic coefficient 
中国激光
2021, 48(17): 1701002
作者单位
摘要
嘉应学院 物理与光信息科技学院, 广东 梅州 514015
提出一种数字全息定量测量半导体激光二极管侧面泵浦Nd∶YAG晶体热透镜效应的方法。CCD采集Nd∶YAG晶体在不同泵浦电流下的数字全息图,通过数值重建得到热透镜效应引起的相位分布及其变化过程。再由相位分布计算得到对应的热透镜焦距。实验结果表明,利用数字全息技术可以准确和有效测量热透镜效应及热透镜焦距。
热透镜效应 数字全息 相位测量 thermal lens effect digital holography phase measurement 
光学技术
2020, 46(2): 178
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of High Field Laser Physics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai201800, China
2 State Key Laboratory of High Field Laser Physics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai201800, China
3 State Key Laboratory of High Field Laser Physics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai201800, China
A simple, compact, double-pass pumped Nd:YVO4 thin disk laser is demonstrated. Its continuous-wave performance with different Nd doping concentrations and thicknesses is investigated experimentally. The maximum output power of 17.7 W is achieved by employing a 0.5 at.% doped sample, corresponding to an optical-to-optical efficiency of 46% with respect to the absorbed pump power. In addition, a numerical analysis and an experimental study of the temperature distribution, and thermal lens effect of the Nd:YVO4 thin disk, are presented considering the influence of the energy transfer upconversion effect and the temperature dependence of the thermal conductivity tensor. The simulated results are in good agreement with the experimental results.
energy transfer upconversion effect Nd:YVO4 thermal lens effect thin disk laser 
High Power Laser Science and Engineering
2020, 8(1): 01000e10
赵碧瑶 1,2,*井红旗 1仲莉 1刘翠翠 1,2[ ... ]马骁宇 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院半导体研究所 光电子器件国家工程研究中心, 北京 100083
2 中国科学院大学 材料科学与光电技术学院, 北京 100049
为降低半导体激光器在慢轴方向的远场发散角, 改善慢轴光束质量, 本文提出了一种新型的绝热封装结构, 可削弱激光器工作时因芯片横向温度不均而导致的热透镜效应, 并基于傅里叶热传导方程, 采用有限元分析软件ANSYS 18.0进行热特性仿真, 利用Fineplacet贴片机对808 nm In0.1Ga0.73Al0.17As/Al0.37GaAs宽条形半导体激光器进行绝热封装, 采用电荷耦合器件(CCD)图像采集分析法对其光束质量进行测量。实验结果表明采用绝热封装方式可减小慢轴发散角约40%, 且慢轴发散角随工作电流变化更稳定, 相对应的光参数积BPP和光束质量因子M2也随之降低约33%和30%, 芯片横向(慢轴方向)与热沉接触宽度越小, 绝热封装对慢轴光束质量改善效果越好。绝热封装中空气隙的引入使得激光器光电特性产生恶化, 输出功率降低约14%, 光电转换效率降低约8.7%。绝热封装方式对改善半导体激光器的慢轴光束质量具有重要的指导意义。
慢轴发散角 热透镜效应 绝热封装 slow axis divergence angle thermal lens effect adiabatic package 
发光学报
2019, 40(11): 1417
作者单位
摘要
1 广州大学 实验中心, 广州 510006
2 中山大学 理工学院 光电材料与技术国家重点实验室, 广州 510275
为了获得高功率、高光束质量的1064nm激光,采用凹透镜作为补偿透镜来补偿激光棒的热透镜效应.对补偿透镜的选取进行理论分析,并使用所设计的包含补偿透镜的平平谐振腔Nd∶YAG激光器进行了实验验证.在实验中,使用焦距为250mm的凹透镜、透过率为30%的输出耦合镜,获得了55W的高功率、高光束质量的1064nm激光输出.结果表明,此项研究对高功率、高光束质量激光器谐振腔的设计是有帮助的.
激光器 Nd:YAG激光器 热透镜效应 光束质量 谐振腔 lasers Nd∶YAG laser thermal lens effect beam quality resonator 
激光技术
2015, 39(3): 377
作者单位
摘要
中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
径向偏振光束特有的偏振分布特性和聚焦特性使其在许多领域中都有重要应用前景,成为近年来的研究热点之一。采用偏振选择镜(光子晶体光栅镜)为选模器件是获得径向偏振激光的一项热门技术。介绍了以偏振选择镜为选模器件的径向偏振固体激光器的研究进展。针对微片径向偏振激光器热效应影响严重、强抽运作用下出现功率饱和的现象,总结了用键合结构增益介质来改善激光介质导热特性、提升径向偏振固体激光器性能的进展,包括基于键合结构晶体连续输出的瓦级径向偏振固体激光器、基于键合结构晶体的径向偏振主动调Q脉冲激光器和基于键合结构晶体的径向偏振被动调Q脉冲激光器。
激光器 径向偏振激光器 键合晶体 热透镜效应 光子晶体光栅 lasers radially polarized laser bonded crystal thermal lens effect photonic crystal grating 
激光与光电子学进展
2013, 50(8): 080015
作者单位
摘要
1 嘉应学院物理与光信息科技学院, 广东 梅州 514015
2 嘉应学院数学学院, 广东 梅州 514015
提出了研究入射高斯光束在固体激光放大器激光棒内光斑半径分布及准确计算棒内模体积的新方法。利用该方法研究了热透镜效应、入射高斯光束束腰半径及衍射倍率因子3个因素对入射光束沿放大器激光棒的光斑半径分布及模体积的影响。研究结果表明,对于高功率固体激光放大器,当输入激光棒发散角较小的准直光束时,由于棒内强烈的热透镜效应,光束向激光棒中轴线产生较大的偏折,从而使入射光束在激光棒内模体积减小,入射光束与抽运能量的重叠效率下降。而采用发散角较大的入射光束,由于光束自身的发散可抵消较强的热透镜效应对光束的偏折,从而在激光棒内可获得较大的入射光束模体积及重叠效率。另外对于多模入射激光束,由于其发散角较大,应采用较大束腰半径的光束入射。
激光器 固体激光放大器 热透镜效应 模体积 lasers solid-state laser amplifier thermal lens effect mode volume 
激光与光电子学进展
2013, 50(3): 031404

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