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。

Yb：Y2O3透明陶瓷的光学性能研究

介绍了一种基于纳米粉末真空烧结技术的新型固体激光材料——Yb：Y2O3多晶陶瓷的制备工艺、物理化学特性、能级结构和光谱特性，并与Yb：YAG单晶进行了对比．采用紧凑型有源镜激光器（CAMIL）的抽运方式，验证了Yb：Y2O3透明陶瓷的激光输出性能．在35W的最大抽运功率下，得到波长1078nm，功率10．5w的连续激光输出，斜率效率达到37．5％．实验中还观察到激光输出波长随抽运功率增加而红移以及随输出耦合镜变化而漂移的现象．Yb：Y2O3多晶陶瓷是一种理想的激光材料，不仅具有与Yb：YAG单晶同样优秀的

热畸变对单板条热容激光器输出的影响

开展了激光二极管(LD)抽运的全固态热容激光器的理论与实验研究, 数值模拟了在热容工作条件下侧面抽运的Nd:YAG板条激光器的热透镜效应, 分析了热透镜效应对激光输出的影响, 并进行了相应的实验论证。实验中采用的晶体尺寸为57 mm×40 mm×4 mm, 激光二极管阵列的抽运峰值功率为12 kW, 重复频率为1 kHz, 占空比为20%, 为了获得较高的增益, 将抽运光通过光学系统进行聚焦, 抽运光在晶体侧面的光斑大小为15 mm×57 mm。实验中观察了1 s内的脉冲能量输出的波动情况, 在开始工作的

双调Q开关热退偏补偿全固态激光器

为了有效地补偿激光二极管(LD)侧向抽运1000 Hz重复率电光调Q Nd:YAG激光器棒状增益介质内存在的热致双折射损耗，设计了一种新颖的双调Q晶体开关复合谐振腔结构。实验结果表明，设计的双调Q晶体开关结构Nd:YAG激光器输出激光脉冲能量比单调Q晶体开关结构的非补偿腔输出能量提高了56%，当侧面抽运半导体激光器输出功率达到450 W时，激光输出达到30 mJ/pulse，输出光束偏振度优于10:1，激光脉冲宽度约14 ns。并获得6.7%的光-光转换效率。通过对双调Q开光激光谐振腔进行建模，并用求解速

侧面抽运板条激光介质动态热畸变测量方法

研究了基于干涉测量激光介质热畸变的原理,利用CCD摄像机记录干涉条纹并通过计算机图像处理,来测量板条激光介质动态热畸变的方法。对采集得到的干涉条纹进行图像处理,提出了一种简单快速提取条纹中心的算法。通过分析、计算干涉条纹的移动,得到抽运过程中板条激光介质的动态热畸变情况,为动态补偿激光介质热效应提供了可能。实验采用了N31磷酸盐激光玻璃作样品,得到了加热过程中激光玻璃内部的温度分布,误差约为3%,验证了该测量方法的可行性。

热退偏损耗完全补偿的千赫兹电光调QNd:YAG激光器

为了同时补偿固体增益介质的热致双折射及热透镜效应,进一步提高重复频率1 kHz激光二极管(LD)侧向抽运高平均功率电光调Q Nd:YAG激光器的输出功率,设计了一种完全消除热退偏损耗的双调Q开关谐振腔结构,此结构在传统调Q谐振腔的基础上沿着偏振片的退偏方向增加了一个调Q谐振支路,并使得激光从增益介质方向输出。实验结果表明,此激光器的单脉冲能量比单Q开关结构的非补偿腔输出能量高出74.7%。当侧面抽运的激光二极管输出脉冲能量达到307 mJ时,激光输出能量达到26.2 mJ,光-光转换效率为8.5%,光束发

侧面抽运国产Nd∶YAG陶瓷棒的激光特性

实验研究了激光二极管阵列(LDA)侧向抽运国产Nd∶YAG陶瓷棒的准连续及被动调Q激光输出特性。该陶瓷激光器采用LDA侧面紧密环绕均匀排布的抽运结构,陶瓷棒抽运区域长度为20 mm,其总尺寸为3 mm×35 mm,掺杂原子数分数为~1%。在千赫兹准连续运转条件下,当平-平谐振腔的输出耦合镜透过率为47.3%时,获得最大平均功率23 W的1064 nm激光输出,光束发散角为4.5 mrad,斜率效率达12%。在谐振腔内插入Cr4+∶YAG晶体作为被动调Q开关,成功地实现了陶瓷激光器千赫兹重复频率调Q激光脉冲输出,当Cr4+∶YAG晶体初始透过率为60%时,输出激光脉冲宽度(半峰全宽)可窄至14.5 ns,调Q动静比约为40%。

高重复率窄脉宽Nd∶YVO_4板条激光器

部分端面抽运的混合腔板条激光器是一种新型的全固态激光器,采用这种结构,实现了高重复率调Q运转。在脉冲抽运情况下,1kHz运转时,得到脉宽4.6ns,单脉冲能量4.5mJ的激光输出。在连续抽运调Q输出情况下,5kHz高重复率运转时,获得了脉宽6ns,单脉冲能量3.1mJ的脉冲序列输出,平均功率超过15W;当重复率高达25kHz时,得到脉宽9.5ns,单脉冲能量1.2mJ的激光输出,平均功率达30W。实验结果表明,输出水平还有很大的提升空间。

激光二极管端面抽运Nd∶YVO_4板条激光器及其热效应

激光器中激光介质采用板条状几何结构可以极大地降低它的热效应,但仍然需要进一步分析其影响,进而优化激光器效率。利用有限元分析方法分析了部分端面抽运的混合腔板条激光器中激光介质的热效应,计算的热透镜焦距与实测结果基本相符。分析了热效应对模式匹配的影响,分析结果对于优化激光器效率、改进谐振腔设计具有一定的参考价值。并在分析的基础上进行了混合腔实验,抽运功率为110 W时,获得连续输出激光功率41.5 W,光-光转换效率约38%,斜效率达58.8%,M2因子为非稳腔方向M2x=1.59,稳定腔方向M2y=1.55。

高重复频率、窄脉宽全固态光纤放大器种子源

高重复频率、窄脉宽的全固态激光器种子源级联光纤放大器是获得高功率脉冲激光输出的有效手段.短上能态寿命的Nd∶YVO4晶体在连续抽运、高重复频率Q开关工作时容易得到接近连续性能的平均输出功率.理论分析了声光(AO)调Q器件中影响输出能量和脉宽大小的主要因素,优化配置了腔型参数.利用激光二极管(LD)光纤耦合模块端面抽运Nd∶YVO4晶体,实现了声-光调Q重复频率100 kHz以上,脉宽20 ns以下,波长1064 nm的激光输出.在抽运功率5.7 W时,得到了脉宽15.3 ns,重复频率150 kHz的种子光输出,在级联单级光纤放大器后,得到了20 W的输出.

传导冷却的全固态zigzag板条激光器

报道了激光二极管泵浦的被动传导冷却的Q开关Nd:YAG zigzag 板条激光器，谐振腔采用平平腔和非稳腔。在20Hz运转时，得到脉宽均为10ns的150 mJ，光光效率19%的多模输出和100 mJ、13%光学效率的单模输出，并进行了相关的热效应测试，结果表明该激光器具有效率高、结构紧凑、光束质量好，在空间环境应用具有很好的发展潜力。

双包层光纤侧面耦合器

研究了一种侧面抽运双包层光纤的方法，从被剥除了外包层、端面为350μm×400μm的D型双包层光纤内包层上切下长度为3mm的一段柱体，并胶合在相同的双包层光纤内包层的侧面上，构成了柱体-光纤侧面耦合器。半导体激光器的抽运光从该柱体的一端入射并通过它耦合进入双包层光纤的内包层，实验测得耦合器最大耦合效率为85％。该方法适用于输出功率为数瓦的光纤激光器和放大器的侧面抽运。

采用国产双包层光纤的声光调Q激光器

实验报道采用我国自行设计的大模场掺镱双包层光纤，利用简单声光调Q装置，成功实现调Q运转；在1－50kHz调制频率下获得了百纳秒的调Q脉冲，其输出光束质量因子大约为2。当重复频率为1kHz时，获得了脉冲宽度为132ns，能量0.93mJ。同时实验中观察到的调Q脉冲常出现一点锁模现象，针对这一现象进行了讨论。

大模场面积光纤激光器79．4W单横模输出

abstract {A large-mode-area (LMA) multimode fiber before and after coiling was studied contrastively in the experiment. Single-transverse-mode output was achieved when the fiber laser was coiled around a mandrel of 65 mm radius. After coiling, beam quality factor of the laser dropped from 1.24 to 1.06 and slope efficiency dropped from 64.7% to 54.3%. When the launched pump power was 149 W, the corresponding output power was 94.7 W and 79.4 W, respectively. However, the brightness of the coiled fiber laser was 1.15 times that of the uncoiled. Coiled modal losses of different modes were also calculated for the fiber employed in the experiment. The measured results agree well with the calculated ones.}

先进光纤激光技术

高光束质量、高峰值功率、小型化的短脉冲激光系统在激光雷达、光谱学、精密探测等领域有非常广泛的应用。在脉冲光纤激光器方面,针对调Q双包层光纤激光、脉冲调制LD技术及其多级光纤级联放大系统、基于调Q固体激光器的全光纤型MOPA系统进行了详细的理论分析和实验研究,研制出了全光纤化的脉冲光纤激光器。这些工作为全光纤化脉冲光纤激光器的研制和推广奠定了基础。