1 温州大学 电气与电子工程学院 温州市微纳光电器件重点实验室，浙江 温州 325035
2 青岛海泰光电技术有限公司，山东 青岛 266100
报道了基于KTA晶体671 cm−1和234 cm−1频移的LD端面抽运被动调Q级联拉曼激光器。采用Nd:YAG/Cr 4+:YAG复合晶体产生被动调Q的脉冲基频激光来驱动KTA晶体，研究了不同入射抽运功率下级联拉曼激光的输出功率、光谱和脉冲特性。随着抽运功率的增加，输出激光波长从以671 cm−1和234 cm−1频移级联拉曼的1178 nm单波长过渡到与1212 nm同时输出的双波长。在10.05 W的入射抽运功率下，获得了280 mW平均输出功率，6.2%转化效率的双波长激光。对应的脉冲宽度和重复频率分别为1.2 ns和10.3 kHz，单脉冲能量和峰值功率分别为27.2 μJ和22.7 kW。结果表明：基于KTA两个相当增益强度的频移，结合腔镜镀膜控制可以获得丰富的斯托克斯激光波长。
拉曼激光 KTA晶体 被动调Q YAG晶体 Raman laser KTA crystal passive Q-switch YAG crystal 红外与激光工程
2023, 52(10): 20230079
1 温州大学 电气与电子工程学院 温州市微纳光电器件重点实验室，浙江 温州 325035
2 江苏师范大学 江苏省先进激光材料与器件重点实验室，江苏 徐州 221116
报道了采用真空烧结法结合热等静压技术制备的Nd:Y2O3透明陶瓷的荧光光谱特性及相关激光输出。通过与Nd:YAG透明陶瓷的荧光光谱对比，表明Nd:Y2O3透明陶瓷的4F3/2-4I11/2跃迁光谱存在着多个增益相当的谱线，这更有利于实现同时双波长段激光振荡；不同斯塔克子跃迁光谱的离散特性有利于通过腔镜镀膜控制不同波长损耗，获得丰富的1.0~1.1 μm波段激光。利用简单的平平两镜腔结构完成进一步的实验，通过选择的输出镜片镀膜获得了输出功率3.62 W、转换效率40.4%的1074.6 nm和1078.8 nm的双波长输出和输出功率1.7 W、转换效率19.4%的1130.3 nm波长输出。
Nd:Y2O3 激光透明陶瓷 双波长 1 130 nm激光 Nd:Y2O3 laser transparent ceramics dual-wavelength 1 130 nm laser 红外与激光工程
2022, 51(6): 20210601
温州大学激光与光电子技术研究所, 浙江 温州 325035
受激拉曼散射是获得新型波长激光的重要变频手段。腔内拉曼激光同时存在着基频光和多阶斯托克斯光,为通过二阶非线性光学变频获得多种可见光波长激光提供了基础,可满足一些领域对多种波长激光的应用需求,在激光医疗、激光显示、光谱成像和生物光子学等领域具有重要应用。钒酸盐晶体具有优异的受激拉曼散射特性,是钕离子激光驱动的重要固体拉曼增益介质。简要介绍了钒酸盐晶体拉曼光谱特性以及相关拉曼激光研究现状,随后对近年来拉曼倍频与和频激光的研究进展进行了总结,并对基于拉曼选择性混频实现可见光波段可选激光技术的发展及应用前景作了简要分析。
材料 拉曼激光器 钒酸盐 倍频 和频 可见光 激光与光电子学进展
2020, 57(7): 071611
Author Affiliations
Abstract
1 International Collaborative Laboratory of 2D Materials for Optoelectronics Science and Technology of Ministry of Education, Institute of Microscale Optoelectronics, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
2 Engineering Technology Research Center for 2D Material Information Function Devices and Systems of Guangdong Province, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
3 College of Electrical and Electronic Engineering, Wenzhou University, Wenzhou 325035, China
A power-scaled laser operation of Pr:YLiF4 (YLF) crystal at 720.9 nm pumped by a 443.6 nm laser diode (LD) module was demonstrated. The 20 W module was used to pump the Pr:YLF crystal, and a maximum output power of 3.03 W with slope efficiency of 30.04% was obtained. In addition, a 5 W blue LD was also used to pump the Pr:YLF laser, and a maximum output power of 0.72 W was obtained at room temperature. The output power was limited by the wavelength mismatch between the single-emitter LD and the absorption peak of the crystal.
rare earth and transition metal solid-state lasers visible lasers diode-pumped lasers Chinese Optics Letters
2020, 18(1): 011405
温州大学 激光与光电子技术研究所, 浙江 温州 325035
报道了基于半导体激光端面抽运的a切Nd:GdVO4晶体级联自拉曼激光的输出特性。利用Nd:GdVO4晶体的优异激光特性和较强的拉曼增益, 结合使用针对级联拉曼设计的宽带高反腔镜, 在声光Q开光调制下, 成功实现了基于882 cm-1频移的1 309 nm波长二阶斯托克斯激光输出。在10 W入射抽运功率和50 kHz重复频率下, 获得了平均输出功率1.48 W, 脉冲宽度5.3 ns的1 309 nm激光输出, 对应的二阶斯托克斯激光阈值和光光转换效率分别为5.9 W和14.8%。结果表明: 以Nd:GdVO4作为自拉曼晶体, 通过级联拉曼可实现高效二阶斯托克斯激光输出, 对丰富固体激光波长具有重要价值。
固体激光器 Nd:GdVO4晶体 级联拉曼 声光调Q solid-state lasers Nd:GdVO4 crystal cascaded Raman acousto-optic Q-switched 红外与激光工程
2019, 48(11): 1105002
1 温州大学 物理与电子信息工程学院, 浙江 温州 325035
2 青岛海泰光电技术有限公司, 山东 青岛 266100
报道了基于磷酸钛氧铷(RTP)晶体的内腔式级联拉曼激光输出特性。采用半导体激光端面抽运声光调Q Nd:YAG晶体产生的1 064 nm激光作为基频光, 尺寸为4 ×4 ×20 mm3、沿x轴切割的RTP晶体作为拉曼增益介质。分别对X(ZZ)X和X(YY)X几何配置的RTP拉曼激光系统进行实验研究。X(YY)X几何配置的拉曼增益相对较低, 导致腔内不同非线性频率变换过程的竞争, 只测量到对应光参量振荡激光的输出。在X(ZZ)X几何配置下成功获得了271 cm-1和687 cm-1两个拉曼频移共同参与级联拉曼激光输出。高阶Stokes光随着抽运功率的增加而依次出现。在10 W入射抽运功率和15 kHz脉冲重复频率下, 获得了总平均输出功率480 mW, 转化效率4.8%的多波长激光输出。波长涵盖了1 000~1 200 nm之间各阶Stokes光。
固体激光器 RTP晶体 受激拉曼散射 声光调Q LD端面抽运 solid-state lasers RTP crystal stimulated Raman scattering acousto-optic Q-switched LD end-pumped 红外与激光工程
2019, 48(6): 0606006
1 绍兴文理学院 数理信息学院, 浙江 绍兴 312000
2 温州大学 激光与光电子技术研究所, 浙江 温州 325035
为了优化MgO∶PPLN连续光参量振荡器(OPO)的输出特性, 对三镜直腔结构的内腔式OPO系统进行腔结构设计, 对其同时输出高效的信号光和闲频光进行研究。采用半导体激光端面抽运Nd∶YVO4晶体实现连续的1 064 nm激光为基频光。对比分析了基频激光腔和OPO腔各腔镜分别采用平面镜或平凹镜的三种腔型结构的激光输出特性。基于30.5 μm的极化周期和12.4 W入射抽运功率时, 获得了最高输出功率3.92 W(信号光2.6 W和闲频光1.32 W), 转化效率31.6%的激光输出, 对应的信号光和闲频光的中心波长分别为1 549 nm和3 394 nm。结果表明三个腔镜均采用平凹镜时, 可有效的压缩基频激光腔在MgO∶PPLN晶体上的光斑, 提升基频激光的功率密度, 而且基频激光腔和OPO腔的基模光斑在MgO∶PPLN晶体上更好的匹配, 从而提升变频效率。
光参量振荡 中红外激光 准相位匹配 端面抽运 optical parametric oscillator mid-infrared laser MgO∶PPLN MgO∶PPLN quasi-phase-matching end-pump
温州大学 物理与电子信息工程学院, 浙江 温州 325035
报道了基于掺MgO周期极化铌酸锂(MgO: PPLN)晶体的可调谐连续光参量振荡器。该光参量振荡激光器采用了多周期可调谐的MgO: PPLN作为非线性光学晶体, Nd: YVO4为激光晶体的紧凑型半导体激光端面抽运直线腔系统。实验中采用的MgO: PPLN晶体包含28.5~31.5 μm之间的7个极化周期, 相邻极化周期的间隔为0.5 μm。通过调节7个极化周期实现信号光波长1.43~1.67 μm和闲频光波长2.93~4.16 μm的激光调谐输出。对同一温度下不同极化周期对应的输出波长进行理论计算, 与实验结果符合较好。对比分析了输出功率随着不同极化周期和抽运功率的变化关系。当半导体激光入射抽运功率为15.4 W, 在31 μm极化周期和35 ℃的控制温度下, 最高获得了2.94 W的1 595 nm信号光和1.45 W的3 190 nm闲频光, 对应的光光转换效率达28.5 %。
光参量振荡器 MgO: PPLN晶体 准相位匹配 中红外激光 optical parametric oscillator MgO: PPLN crystal quasi-phase-matching mid-infrared laser 红外与激光工程
2018, 47(11): 1105008
1 温州大学 物理与电子信息工程学院, 浙江 温州 325035
2 青岛海泰光电技术有限公司, 山东 青岛 266100
对激光二极管端面抽运NdYAG/Cr4+∶YAG/YAG键合晶体的1 064 nm被动调Q激光性能进行了研究.对比分析了Cr4+∶YAG晶体初始透过率分别为84.9%和90.6%的调Q激光输出特性, 以及不同耦合输出镜透过率对调Q性能的影响.结果表明, 在特定抽运功率下, 各输出特性参数的优化(高输出功率, 高重复频率, 窄脉冲宽度)分别对应一个最佳的输出镜透过率; 随着抽运功率增加, 对应最佳的输出镜透过率越大.对比两种初始透过率的Cr4+∶YAG晶体对应的激光输出特性, 84.9%初始透过率的晶体获得相对较低的平均输出功率, 但相应的重复频率较小, 脉冲宽度窄, 使得调Q激光的峰值功率明显提高.采用30%透过率的耦合输出镜和10.4 W入射抽运功率下, 获得了3.2 W平均输出功率、9.7 ns脉冲宽度和52 kHz重复频率的激光输出, 经计算可知峰值功率达6.3 kW.
被动调Q 可饱和吸收体 1 064 nm激光 LD端面抽运 Passively Q-switched Nd∶YAG/Cr4+∶YAG/YAG Nd∶YAG/Cr4+∶YAG/YAG Saturable absorber 1 064 nm laser LD diode-pumped
