1 中国科学院理化技术研究所 固体激光重点实验室，北京 100190
2 中国科学院理化技术研究所 功能晶体与激光技术重点实验室，北京 100190
3 中国科学院上海硅酸盐研究所，上海 201899
高功率固体激光在先进制造、能源、信息、医疗及**等领域有广泛应用。激光陶瓷材料具有掺杂浓度均匀可控、抗激光热损伤能力强、易于制备大尺寸和复合结构等优点，被认为是高功率固体激光的重要增益材料。报道了本课题组近年来在高功率陶瓷板条激光方面的主要研究进展。采用中国科学院上海硅酸盐所制备的大尺寸Nd:YAG陶瓷板条，实现了平均功率4.35 kW的1064 nm脉冲激光输出，脉冲宽度为160 μs，重复频率为400 Hz。此外，采用中科院上海硅酸盐所制备的大尺寸Yb:YAG陶瓷板条，实现了平均功率9.8 kW的1030 nm脉冲激光输出，脉冲宽度为560 μs，重复频率为160 Hz，光光转换效率为60%。这些研究表明，激光陶瓷材料具备实现高功率、高光束质量与高效率激光的潜力。
激光 高功率 陶瓷 板条 YAG lasers high power ceramics slab YAG
1 中国科学院理化技术研究所固体激光重点实验室, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院理化技术研究所功能晶体与激光技术重点实验室, 北京 100190
自行研制出一种基于多程腔(MPC)技术的长纳秒脉冲532 nm Nd∶YAG调Q激光器。在重复频率为10 kHz时,采用MPC技术,将激光脉冲宽度从可调范围110~260 ns扩展到460~600 ns。在最短脉冲宽度为460 ns时,532 nm激光的输出功率为6.5 W。理论模拟了532 nm激光输出功率和脉冲宽度随基频激光功率的变化曲线,理论值与实验数据较好地吻合。这种长纳秒脉冲532 nm 绿光激光器对于工业和科学研究具有重要意义,如一些新材料的激光损伤特性研究。
激光器 多程腔 长纳秒脉冲 中国激光
2020, 47(12): 1201003
1 中国科学院理化技术研究所固体激光重点实验室, 北京 100190
2 中国科学院理化技术研究所功能晶体与激光技术重点实验室, 北京 100190
3 中国科学院大学, 北京 100049
自行研制出钛宝石晶体抽运的波长为532 nm的全固态高功率激光器,实现了高功率、高转换效率的可调谐钛宝石激光输出。使用3列重复频率为1 kHz的激光二极管阵列对称式抽运Nd∶YAG晶体,通过调Q及腔内倍频,获得功率为37.8 W、波长为532 nm的抽运光,每个激光二极管的抽运脉冲包络内包含5个调Q脉冲,单脉冲宽度为90 ns,重复频率为5 kHz。采用该绿光抽运钛宝石晶体,获得733.5~871.1 nm波长范围内的连续调谐激光,在771 nm处获得的输出功率最大,为8.26 W,光-光转换效率高达42%,脉冲宽度为14 ns,30 min内输出功率稳定性优于±4.4%。
非线性光学 激光技术 钛宝石激光器 准连续 全固态 高效率
1 南京邮电大学电子与光学工程学院， 江苏 南京 210023
2 中国科学院理化技术研究所中国科学院固体激光重点实验室, 北京 100190
对低温下885 nm抽运Nd∶YAG晶体946 nm准三能级激光性能进行了研究。将激光上、下能级的玻尔兹曼分布分数f1、f2作为温度的函数引入到激光速率方程中，定性分析了低温下小信号增益和激光阈值的变化规律。利用搭建的低温冷却系统研究了不同晶体温度下946 nm激光的输出性能，在210 K时获得了最大165 mW的激光输出，斜效率为36%，相比于常温下斜效率提高了71%。观察并分析了低温下1061 nm增益增强的现象，当温度低于190 K时，1061 nm激光增益显著提高，与946 nm激光形成竞争，导致946 nm激光输出降低。
激光器 946 nm激光 低温冷却 直接抽运 准三能级
1 南京邮电大学光电工程学院, 江苏 南京 210023
2 中国科学院理化技术研究所中国科学院固体激光重点实验室, 北京 100190
3 山东大学晶体材料国家重点实验室, 山东 济南 250100
全固态单频激光器具有稳定性高、能量集中、相干性好等特点, 是科研、通信、**等领域的重要光源。目前单频激光器的获得主要有2个途径: 1)在谐振腔中加入法布里-珀罗(F-P)标准具或双折射滤波器并通过选频获得; 2)通过设计单块非平面环形腔或微腔获得。基于单频微腔结构的可见光激光器一般需要用到两块晶体, 一块为激光晶体(常用Nd∶YVO4晶体),另一块为非线性晶体(如磷酸钛氧钾, 三硼酸锂)。由于采用两块晶体, 因此制作工艺相对复杂, 成本也较高。自倍频激光晶体是一类同时具有激光和非线性频率变换两种特性的复合功能晶体, 将介质膜镀于晶体表面, 采用微片的形式实现激光输出, 可以使激光器的尺寸大大降低(毫米量级), 从而可实现功能晶体的小型化、复合化以及材料器件的一体化。
中国激光
2017, 44(12): 1215002
