报道了一台全光纤结构主振荡功率放大(MOPA)型掺镱脉冲光纤激光器，以光纤光栅为腔镜，光纤型声光调Q的光纤激光器为种子源，通过两级掺镱双包层光纤放大器实现功率放大。对声光调Q的光纤激光器输出特性进行了研究，比较了不同泵浦波长、不同重复频率对激光输出功率和脉冲宽度的影响，并实现了最短脉冲宽度25 ns、单脉冲能量45 μJ的脉冲激光输出。在重复频率50 kHz时，对脉冲宽度130 ns、平均功率0.6 W的种子光进行放大，得到了平均功率102.5 W、脉冲宽度约240 ns的激光输出。

在激光二极管单端抽运结构的Nd:YVO4约激光器中, 同时利用声光(AO)Q开关和Cr4+YAG可饱和吸收体被动Q开关, 实现1.06 μm激光高重复频率下(约100 kHz)的双调Q运转。当抽运功率为6.1 W, 重复频率为125 kHz时, 得到了最短脉冲宽度7 ns的输出脉冲。同样工作条件下, 腔内不插入Cr4+YAG可饱和吸收体时, 脉冲宽度为13 ns。结果表明, 与AO调Q方式相比, AO-Cr4+YAG双调Q方式运转可以有效地压窄脉冲宽度。

采用连续激光二极管端面抽运的全固态激光器结构,实验研究了新型电光晶体磷酸钛氧铷(RTP)作为Q开关时的电光调Q特性。在重复频率30 kHz,抽运功率24 W时,得到了最大平均输出功率6.7 W,相应脉冲宽度7.8 ns,峰值功率28.6 kW的稳定脉冲序列输出,脉冲能量不稳定度小于5%,斜率效率为34.9%。与同样条件下硅酸镓镧(LGS)电光Q开关的特性进行了比较,发现RTP电光Q开关输出指标优于LGS电光Q开关,并且RTP电光晶体的驱动电压明显低于LGS电光晶体,降低了系统功耗,具备作为三维扫描成像激光雷达发射光源的潜力。

报道了一台实用化的基于主振荡-功率放大(MOPA)方式工作的全光纤高重复频率脉冲激光器。以基于高速MOSFET驱动电源的调制激光二极管(LD)作为种子激光器, 采用两级串联的单模双包层光纤作为预放, 利用双包层光纤为主放。该器件可以得到重复频率高达600 kHz的窄脉冲输出。在重复频率125 kHz时, 得到脉宽10 ns, 平均功率2.4 W的激光输出。研制的激光器具有较好的稳健性, 将应用到空基的三维成像激光雷达中。

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。

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。

A high repetition rate, compact micro-pulse all-solid-state laser is designed. The diffusion bonded crystal of YAG, Nd:YAG, and Cr4+:YAG is taken as a monolithic cavity. The optimized initial transmission, output coupling, and pumping size of Cr4+:YAG are calculated. The experimental results show that the laser satisfies the requirement of a spaceborne laser range finder.

人眼安全全固态激光器在有人参与的激光应用场合有着巨大的应用前景。综述了实现人眼安全波长输出的技术路线和研究进展,并给出了不同技术路线的原理、分析和现状。