Author Affiliations
Abstract
1 Fujian Institute of Research on the Structure of Matter, Chinese Academy of Sciences, Fuzhou 350002, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Fujian Science and Technology Innovation Laboratory for Optoelectronic Information of China, Fuzhou 350108, China
In this paper, the frequency difference of the eigen polarization modes of the Nd:YAG crystal laser at different polarization ratios is experimentally studied, and to the best of our knowledge, the correlation between the frequency difference of the eigenmodes and the output polarization degree is reported for the first time. Combined with the analysis of the polarization beam profile, it is proved that the polarized laser produced by the isotropic crystal is due to the frequency locking of the eigen polarization modes. The weak birefringence in the crystal causes the round-trip phase difference of the orthogonal polarization modes, which leads to the frequency difference between the polarization modes. By the adjustment of the cavity mirror, the anisotropic loss will interact with the round-trip phase difference. The eigen polarization modes can reach frequency degeneration, and then be coherently combined to produce linearly polarized laser output. This work provides a useful reference for understanding the physical mechanism of polarized lasers realized by isotropic crystals.
linear polarization frequency difference weak birefringence Chinese Optics Letters
2023, 21(11): 111401
1 西安交通大学 电信学部，电子与科学工程学院，电子陶瓷与器件教育部重点实验室,陕西 西安710049
2 中国科学院 福建物质结构研究所，福建 福州 350002
折射率是光学晶体的基本参数，准确测定晶体的折射率能够为晶体的电光、声光、非线性应用提供基本计算参数和实验参量。为了准确测定Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT)晶体在可见光和近红外波段的折射率系数，搭建了激光自准直折射率测量系统，对纯铌酸锂晶体的折射率测试结果与现有文献报道误差小于1/1 000，使用该系统对沿<001>极化的Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.39PbTiO3(PMN-0.39PT)单畴晶体进行了测定，得到了单畴的PMN-0.39PT晶体在波长分别为594 nm、633 nm、1 150 nm和1 520 nm时的折射率和色散方程，测量结果与现有文献规律性一致。结果表明该方法可用于准确快速测定新型电光晶体折射率。
激光自准直法 Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT)单晶 折射率测量 laser autocollimation PMN-PT single crystal refractive index measurement
1 福州大学化学学院, 福州 350108
2 中国科学院福建物质结构研究所, 福州 350002
利用改进的提拉法生长了一种新型Y4-Nd∶Y4 复合晶体, 在晶体中部实现了Nd3+的0.10%~0.25%(原子数分数)浓度梯度掺杂。晶体中, Nd3+掺杂区的弱吸收系数较未掺杂区大, 表现出界面吸收现象。观测了复合晶体对泵浦光的吸收和温度分布, 发现晶体沿轴向的泵浦吸收相对均匀, 温度梯度相对较小。未镀膜的复合晶体样品在1 064 nm波段显示了良好的连续激光性能,光-光转换效率为37.0%, 斜效率为40.9%。
钒酸盐晶体 复合晶体 激光晶体 浓度梯度 弱吸收 温度梯度 激光性能 vanadate crystal composite crystal laser crystal concentration gradient weak absorption temperature gradient laser performance
1 中国科学院福建物质结构研究所光电材料化学与物理重点实验室, 福建 福州 350002
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 福州大学化学学院, 福建 福州 350108
精确的简并范围是运用横模频率简并原理产生结构光场的重要条件。本文基于激光频谱研究了共焦腔处于1/2简并态时激光横模频率简并的现象,并提出一种更准确的简并范围测量方法。实验中详细观测输出激光频谱信号随腔长的变化。利用频谱信息,实现了对腔内不同阶横模在发生简并时动力学行为变化的监测。研究结果表明,当腔内不同阶横模发生频率简并时,不同简并族的横模未因模式竞争被抑制,而是共存于腔内。同时,利用激光频谱随腔长的变化,实现了对简并范围更准确的测量。简并过程中重点监测的两个频率信号随着腔进入简并态合并成一个频率信号,该状态在一段腔长范围内稳定存在。据此测得更精确的简并范围,对应腔长约为0.20 mm。此外,对实验中测得的频谱信号进行理论对比,频谱信号的实验值与理论值基本吻合。
激光器 横模 频谱 简并 简并范围 中国激光
2021, 48(20): 2001003
1 福州大学化学学院, 福建 福州 351100
2 中国科学院福建物质结构研究所, 福建 福州 351100
3 中国科学院上海硅酸盐研究所, 上海 200000
4 福建师范大学化学与材料学院, 福建 福州 351100
报道了基于a切Er,Yb∶YAl3(BO3)4晶体的被动调Q微片激光器的性能。使用波长为976 nm的光纤耦合半导体二极管作为端面抽运光源,使用初始透过率为96%的Co 2+∶MgAl2O4晶体作为可饱和吸收体,耦合输出镜在1500~1600 nm波段范围的透过率为2.5 %,整个微片激光器的腔长为2.7 mm。在注入功率为7.2 W 时,激光器成功得到了发射波长为1530 nm、重复频率为127 kHz的稳定线性偏振的脉冲输出,对应的脉冲能量和脉冲宽度分别为1.8 μJ和12 ns。
大气光学 a切Er Yb∶YAl3(BO3)4晶体; Co
2+∶ MgAl2O4晶体; 被动调Q 微片激光器 线性偏振 中国激光
2021, 48(13): 1301004
Author Affiliations
Abstract
1 Fujian Institute of Research on the Structure of Matter, Chinese Academy of Sciences, Fuzhou 350002, China
2 Fuzhou University, Fuzhou 350002, China
3 Fujian Science & Technology Innovation Laboratory for Optoelectronic Information of China, Fuzhou 350108, China
4 Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200050, China
5 Collaborative Innovation Center for Optoelectronic Semiconductors and Efficient Device, Fuzhou 350108, China
End-pumped by a 976 nm diode laser, a high-repetition-rate microchip laser passively Q-switched by a crystal is reported. At a quasi-continuous-wave pump power of 20 W, a 1553 nm passively Q-switched laser with the repetition rate of 544 kHz, pulse duration of 8.3 ns, and pulse energy of 3.9 μJ was obtained. To the best of our knowledge, the 544 kHz is the highest reported value for the 1.5 μm passively Q-switched pulse laser. In the continuous-wave pumping experiment, the maximum repetition rate of 144 kHz with the pulse duration of 8.0 ns and pulse energy of 1.7 μJ was obtained at the incident pump power of 6.3 W.
1.5?μm microchip laser passive Q-switching Er:Yb:YAl34 crystal high-repetition-rate laser pulse Chinese Optics Letters
2021, 19(7): 071402
Author Affiliations
Abstract
1 College of Chemistry, Fuzhou University, Fuzhou 350108, China
2 Key Laboratory of Optoelectronic Materials Chemistry and Physics, Fujian Institute of Research on the Structure of Matter, Chinese Academy of Sciences, Fuzhou 350002, China
3 Fujian Science & Technology Innovation Laboratory for Optoelectronic Information of China, Fuzhou 350108, China
4 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
5 Collaborative Innovation Center for Optoelectronic Semiconductors and Efficient Devices, Fuzhou 350108, China
The behavior of self-polarization emission in lasers has been proved in some cases. However, the degree and direction of polarization were often sensitive and unstable. We experimentally observed different beam profiles versus the angle of the polarizer relative to the polarization direction of the laser. In order to explore the polarization mechanism, the dynamics of intracavity polarized eigenmodes was analyzed theoretically. Simulative results were well consistent with our experimental observations. It indicated that the linear self-polarization emission was a composite state rather than an intrinsic state. This study contributed to the improvement of the polarization stability in passively Q-switched lasers.
self-polarization emission polarized eigenmodes coherent combination Chinese Optics Letters
2021, 19(2): 021401
1 中国科学院福建物质结构研究所, 福州 350102
2 中国福建光电信息科学与技术创新实验室(闽都创新实验室), 福州 350108
3 长江大学, 荆州 434023
为测定粉末材料的紫外波段二阶非线性光学特性, 根据Kurtz-Perry粉末倍频效应理论, 开展了紫外粉末二阶非线性光学性能测试的研究。测试光源为氙灯泵浦的Nd∶YAG-KTP电光调Q激光器, KTP为二倍频晶体, 输出波长532 nm, 单脉冲能量100 mJ, 重复频率1~10 Hz, 脉冲宽度为8 ns。为保证266 nm光的透过率, 采用紫外融石英做窗口片, 型号为JGS1; 为保证测试的准确性, 选择光栅光谱仪分光。经紫外常用的KDP、LBO、BBO等测试, 证明本方法具有稳定可靠、判别精度高、操作简单等优点, 可以有效地定性或半定量测试材料的紫外二阶非线性光学性能, 为研究紫外二阶非线性光学材料提供了一种重要的测试手段。
二阶非线性光学 紫外 粉末 second-order nonlinear optic UV powder
1 福建工程学院 数理学院, 福州 350108
2 中国科学院福建物质结构研究所 光电材料化学与物理重点实验室, 福州 350002
研究了中心对称晶体中的三阶非线性频率转换, 并在这类晶体中实现了紫外激光的有效输出.确定了负单轴晶体的相位匹配角公式及相应的相位匹配角.选择带有离域共轭π键的冰洲石晶体和α-BBO晶体进行实验.以飞秒激光作为基频光, 在Ⅱ类相位匹配方式下, 利用α-BBO晶体获得了最高单脉冲能量为37.6 μJ的266 nm紫外三次谐波, 最高转换效率为2.5%; 利用冰洲石晶体获得了最高单脉冲能量为19.3 μJ的266 nm紫外三次谐波, 最高转换效率为1.25%.该研究验证了利用中心对称晶体的三阶非线性效应直接获得紫外激光的可行性和获得深紫外激光的可能性, 为紫外非线性晶体的探索和深紫外激光的研究提供参考.
三次谐波 中心对称晶体 紫外激光 非线性频率变换 冰洲石 α-BBO晶体 Third-harmonic Centrosymmetric crystal UV laser Nonlinear frequency conversion Calcite crystal α-BBO crystal
1 中国科学院福建物质结构研究所光电材料化学与物理重点实验室, 福建 福州 350002
2 中国科学院大学, 北京 100049
实验研究了具有单斜独居石结构的钒酸镧(m-LaVO4)晶体的室温拉曼光谱, 报道了基于 m-LaVO4晶体作为拉曼增益介质的主动调Q内腔式脉冲拉曼激光器。受激拉曼变频实验以波长为808 nm的光纤耦合半导体激光器(LD)作为抽运激发光源, Nd∶YAG晶体为产生基频激光的增益介质, 融石英声光调Q器为主动调Q元件, 采用紧凑的法布里-珀罗两镜平凹谐振腔可有效地产生波长为1170.9 nm的一阶斯托克斯脉冲激光。当注入抽运功率为6.51 W, 脉冲重复频率为30 kHz时, 实验产生的一阶斯托克斯脉冲激光的最高平均功率为767 mW, 相应的脉冲宽度为13.8 ns, 单脉冲能量为25.6 μJ, 峰值功率为1.85 kW。
激光器 拉曼激光器 主动调Q激光器 m-LaVO4晶体 全固态激光器
