Quadratic nonlinear technologies for femtosecond lasers

Quadratic optical nonlinearity chi((2)) can be exploited in femtosecond lasers and regarded as a significant new degree of freedom for the design of short-pulse sources. We will review our recent progress on developing nonlinear quadratic technologies for femtosecond lasers. Our nonlinear laser technology offers new properties for femtosecond lasers, including optical parametric amplifier with novel working regime, efficient second harmonic generation, and time telescope.

调Q及连续掺Yb光纤激光器中的自锁模研究

在用半导体激光器抽运的单包层掺Yb调Q光纤激光器中观察到了清晰稳定的自锁模脉冲序列。脉冲包络形状为调Q脉冲。每个锁模脉冲的幅值由其在调Q脉冲中的相应位置决定。经过分析，认为自相位调制是调Q光纤激光器中产生锁模的主要原因。自相位调制的存在使得光脉冲的频谱被展宽，当这种展宽和腔的模式间隔相差不多时，腔内的模式便能相互作用，直到它们之间产生一个固定的相位关系。也即形成锁模。在此基础上。去掉声光晶体，并用两个光栅作为腔镜，实现了全光纤法布里-珀罗(F-P)腔锁模光纤激光器。改变腔结构，分别采用光栅和光纤反射圈作为

板条热容激光器的二维热特性

固体热容激光器（SSHCL）作为高功率固体激光器的一个重要发展方向,引起人们广泛关注。数值模拟激光介质板条在热容方式下工作的温度和应力分布是了解该类激光器工作特性的一种有效手段,采用平面应力近似法导出了半导体激光器抽运热容激光介质板的二维温度和应力分布公式,同时也对二维抽运光吸收密度、介质板温度分布和折射率变化进行了分析与讨论。数值计算的结果表明二维效应的温度分布和应力分布要比一维效应给出的分布更均匀。

激光二极管端面抽运Nd∶YVO4固体激光器热致光束畸变非对称的平衡

由于a轴切割Nd∶YVO4晶体的非对称性,使得激光二极管(LD)端面抽运Nd∶YVO4固体激光器不同于Nd∶YAG激光器,输出的激光经常产生非对称结果。用有限元法分析激光二极管端面抽运a轴切割Nd∶YVO4固体激光器的晶体热效应,包括温度分布、内部应力和产生的形变。分析结果表明端面抽运a轴切割Nd∶YVO4晶体产生了椭球热透镜效应。从结构方面和抽运方面提出了热透镜非对称性的平衡方法,实验验证了方法的可行性。

Highly stable, diode-pumped Nd : YLF regenerative amplifier

We present the design and experimental results for a diode pumped Nd:YLF regenerative amplifier applied to amplify a nanosecond laser pulse. Numerical simulation shows that the maximum output energy and the best stability can be obtained when the regenerative amplifier operates in a saturated mode for all pulse duration and temporal profiles. Using extra post-pulse is a good method to decrease the square-pulse distortion caused by gain saturation effect. The amplifier shows output energy of 4.2mJ with a total energy gain of more than 107 and output energy stability of better than 1% rms. When extra post-pulse is added, square-pulse distortion is decreased from 1.33 to 1.17 for the amplifier that is seeded with an optical pulse of 3 ns.

Theoretical modelling of the effect of photon lifetime on the output dynamics of Er-doped distributed feedback fibre lasers

By employing a simple model of describing three-level lasers, we have theoretically investigated the effect of photon lifetime on the output dynamics of Er-doped distributed feedback fibre lasers. And based on the theoretical analysis we have proposed a promising method to suppress self-pulsing behaviour in the fibre lasers.

Analysis on a new type magneto-optical disk for blue lasers

The conventional TbFeCo magneto-optical (MO) medium has a relatively smaller Kerr rotation angle in the blue region than in the red. With the recording wavelength gradually moving to the short wavelength, if TbFeCo is still used as recording medium, the conventional MO disk structure must be optimized to get a larger carrier to noise ratio (CNR). Sabi et al. have found that adding a metal layer attached to the TbFeCo film as thermal control layer is a useful way to get a high CNR. In this paper, we proved this through calculation, and carried out optimization of the new type of disk. Calculation results showed that the new structure is useful in preventing an excessive temperature increase, and has a better thermal response. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Yb:YAG/YAG复合陶瓷薄片连续和调Q输出特性

采用面泵浦的CAMIL结构，我们研究了970 nm泵浦的Yb:YAG/YAG复合陶瓷薄片激光器，获得了连续和调Q的激光输出。在连续运转情况下，获得了最高1.05 W的激光输出，中心波长为1031 nm，后腔输出镜透射率为2％。我们同时获得了声光调Q的脉冲输出，重复频率从1 kHz到30 kHz，脉宽分别从166 ns到700 ns。

部分抽运的板条激光器的热效应分析

基于热传导方程和高斯-赛德尔数值计算方法，对部分抽运板条激光器的温度分布、热应力和热致折射率变化等热效应进行了详细分析，并与单侧抽运及双侧抽运方式进行了比较。结果表明，设计合理的部分抽运板条激光器，可以获得较高的抽运效率，其热效应相比于均匀抽运的情况并没有显著劣化，不论是采用锯齿形传播方式还是直线传播方式的激光器都可以获得较好的光束质量，当一束高斯激光直线经过板条晶体中部时，光束质量因子为1．4，若采用锯齿形传播方式，则光束质量因子可提高到1．1。

拱形激光二极管侧抽运Nd∶YAG固体激光器的实验研究

详细阐述了同心抽运、同心冷却的激光二极管紧包侧抽运Nd：YAG激光器的实验研究工作。这种抽运结构使晶体内的增益场与谐振腔基模实现了良好的匹配，易于得到良好的光束质量和大能量输出，基模提取效率高。模拟分析了晶体内的增益场以及横截面内的温度分布，从不同角度探讨了激光二极管的温度特性对器件工作的影响。研究了晶体的热致退偏效应对器件调Q工作的影响．并且初步探讨了不同腔长、不同腔型下器件的工作情况，这些实验结果对进一步优化使用这种抽运结构有指导意义。所设计的激光器在工作频率6Hz时．得到了斜效率为44．3％的多模调

激光二极管侧面抽运调Q倍频Nd:YAG激光器

对高平均功率输出的激光二极管侧面抽运电光调Q倍频 Nd:YAG激光器进行了研究，当采用90个60W的脉冲激光二极管阵列抽运时，在重复频率为10Hz下，实现了最大平均功率为1180mW的1064nm红外激光输出，光-光转换效率为11%。腔外倍频获得600mW的532nm绿光输出，倍频效率达到50%以上。

位相锁定来自同一侧面抽运Nd：YAG板条的两束激光

实验研究了腔内位相锁定来至一LAD侧面抽运的Nd：YAG板条的两束激光，输出镜面出现干涉条纹，获得1.13W的相干光，其组束效率达到64.9%，相干度约60%。实验中发现只需要一根作为滤波的金属丝放在离输出镜合适的位置都就能有效稳定干涉条纹，金属丝引起的损耗低于8%。

千瓦级半导体抽运的固体热容板条激光器

报道了千瓦级激光二极管面阵抽运固体热容激光器的理论与实验研究, 分别采用Nd:YAG单板条和双板条串接的热容激光器, 利用热容激光器的理论计算模型计算了在一定的工作时间内激光输出特性, 并进行了实验验证。实验中采用的晶体尺寸均为59 mm×40 mm×4.5 mm, 对单板条进行抽运时平均功率大约为5.6 kW, 双板条串接时为11.2 kW, 重复频率为1 kHz, 占空比为20％。实验中观察了1 s的工作时间内脉冲能量输出的波动情况, 单板条时单脉冲能量输出最大为1.3 J, 在1 s后单脉冲能量输出

板条激光放大器中寄生振荡的研究

寄生振荡的存在使得放大器在信号光到达之前消耗了大量的反转粒子数,降低了放大器的激光增益和储能效率,严重地影响了激光放大器的性能,尤其对高功率激光放大器。在理论分析和实验研究的基础上,以Nd∶YAG晶体板条为例,用8条半导体激光阵列对晶体进行双侧抽运,研究了高功率激光放大器的寄生振荡现象,分析了板条晶体寄生振荡产生的原因,并详细比较了晶体在不同的抽运功率和表面处理下的放大效果,得到了2倍的单程放大,当输入能量为140 mJ时,获得了278 mJ的激光输出。

LD侧面泵浦固体激光器泵浦光分布模拟

利用Gauss光束通过光学系统的变换规律,将激光二极管阵列发出的光作为Gauss光束处理.应用矩阵光学方法,解析分析与数值模拟相结合,给出了激光二极管阵列侧面泵浦棒状固体激光介质内泵浦光的强度分布.比较了侧面环绕激光二极管阵列数量不同时泵浦光分布的均匀性;以及考虑准直系统后,不同准直透镜焦距时,晶体内泵浦光半径的大小;同时针对泵浦光在晶体内聚焦时的情况进行了简单讨论.将半解析法与光线追迹法所得结果进行了比较,二者十分相近,但前者计算要简单得多.