Author Affiliations
Abstract
1 School of Information Science and Engineering, and Shandong Provincial Key Laboratory of Laser Technology and Application, Shandong University, Qingdao 266237, China
2 Key Laboratory of Colloid and Interface Chemistry, Ministry of Education, School of Chemistry and Chemical Engineering, Shandong University, Jinan 250100, China
Gold nanorods (GNRs) with two different aspect ratios were successfully utilized as saturable absorbers (SAs) in a passively Q-switched neodymium-doped lutetium lithium fluoride (Nd:LLF) laser emitting at 1.34 μm. Based on the GNRs with an aspect ratio of five, a maximum output power of 1.432 W was achieved, and the narrowest pulse width was 328 ns with a repetition rate of 200 kHz. But, in the case of the GNRs with the aspect ratio of eight, a maximum output power of 1.247 W was achieved, and the narrowest pulse width was 271 ns with a repetition rate of 218 kHz. Our experimental results reveal that the aspect ratios of GNRs have different saturable absorption effects at a specific wavelength. In other words, for passively Q-switched lasers at a given wavelength, we are able to select the most suitable GNRs as an SA by changing their aspect ratio.
140.3480 Lasers, diode-pumped 140.3540 Lasers, Q-switched 140.3070 Infrared and far-infrared lasers Chinese Optics Letters
2019, 17(4): 041401
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900
2 山东大学 信息科学与工程学院,济南 251000
根据啁啾脉冲堆积的原理以及模型介绍了两路脉冲堆积时脉冲的时间与频谱特性,分析了堆积脉冲产生时间与频谱调制,以及交叠区产生非线性频率啁啾的原因。通过非线性薛定谔方程,分析了堆积脉冲的放大特性,介绍了啁啾参量对放大结果的影响以及放大后堆积脉冲的频率啁啾的变化。研究表明,在堆积脉冲的放大过程中自相位调制效应非常明显,严重影响了脉冲的频谱与频率啁啾。
啁啾脉冲堆积 脉冲放大 啁啾参量 频率啁啾 自相位调制 chirped pulse stacking pulse amplification chirped parameter frequency chirp self-phase modulation
1 山东大学威海分校 信息工程学院，威海 264209
2 山东大学 信息学院，济南 250100
为了研究调Q激光脉冲波型的对称性，利用电光调制和GaAs半导体饱和吸收体，实现了电光－GaAs主被动双调Q激光运转。与单一电光主动调Q或GaAs被动调Q激光对比，双调Q激光的脉冲宽度更窄、脉冲波型更对称，其脉冲宽度的压缩比大于40%。定义了一个对称因子来描述脉冲波型的对称性，对称性的改善优于10%。在平面波近似下，给出了双调Q激光运转的耦合方程组，数值求解方程组得到的理论值与实验结果相符。
激光技术 双调Q 脉冲宽度 脉冲对称性 数值解 laser technique double Q-switched pulse width pulse symmetry numerical solution
山东大学信息科学与工程学院,山东,济南,250100
采用激光二极管(LD)泵浦c轴切割的Nd:GdV04晶体,声光调制器作为主动调Q开关,GaAs饱和吸收体作为被动调Q开关,实现了声光-GaAs主被动双调Q、KTP内腔倍频0.53μm绿激光运转,获得了双调Q绿激光的平均输出功率、脉冲宽度、峰值功率与泵浦功率的依赖关系.为了比较单一声光主动调Q、GaAs被动调Q、声光-GaAs主被动双调Q激光脉冲渡型的对称性,定义了脉冲前沿上升时间与脉冲后沿下降时间的比值为对称因子来描述脉冲波型的对称性.对称因子越接近1意味着脉冲的对称性越好.实验结果表明,与单一调Q激光相比,双调Q绿激光产生的脉冲波型前后沿更对称、脉冲宽度更窄、峰值功率更高.
双调Q 脉冲宽度 脉冲对称性
为研究Nd∶GdVO4晶体在激光二极管(LD)端面抽运固体激光器中的热效应，给出了一种测量激光器稳态运转时腔内激活介质热透镜焦距的简便方法。采用CCD光束分析仪直接测量输出光束的M2因子及束腰大小，根据混合模类高斯光束传输理论推导出相应的基模高斯光束束腰大小，由此利用稳定谐振腔的传输矩阵理论可得到相应的激光介质的热焦距。实验结果表明，抽运功率越高，热焦距越小，热效应对输出光束质量影响越严重。基于上述原理，对LD端面抽运的Nd∶GdVO4固体激光器热透镜焦距进行了测量，实验结果和理论分析相符。
激光物理 热焦距 CCD探测法 Nd∶GdVO4晶体 laser physics thermal lens focus CCD detecting Nd∶GdVO4 crystal
山东大学,信息科学与工程学院,山东,济南,250100
采用LD泵浦技术,实现了Nd:GdVO4、Cr4+:YAG被动调Q 1.06μm激光运转.通过改变泵浦光束在激光晶体内的分布以及Cr4+:YAG晶体在腔内的位置,实现了LD泵浦Nd:GdVO4晶体Cr4+:YAG被动调Q激光器的脉宽控制.根据由ABCD矩阵传输理论计算得出的腔内模式半径沿腔轴的变化关系,考虑激活介质热效应以及泵浦光强和腔内振荡光强的空间高斯分布,给出了LD泵浦Nd:GdVO4晶体Cr4+:YAG被动调Q激光的耦合速率方程组,数值求解该方程组,获得了脉冲宽度随饱和吸收体在激光腔内位置和泵浦光在激活介质内分布的变化关系,理论计算与实验结果相符.
空间分布 热效应 LD泵浦 被动调Q ABCD传输矩阵
山东大学信息科学与工程学院, 山东 济南 250100
分别改变饱和吸收体在激光腔内的位置及抽运光的束腰在激光晶体中的位置，实现了对激光二极管(LD)抽运Nd:YVO4/KTP腔内倍频Cr4+:YAG被动调Q绿光的脉宽控制。在抽运功率1.52 W的条件下，脉冲宽度可以控制在388～616 ns之间，同时获得了激光脉冲的重复频率、单脉冲能量及峰值功率的变化范围分别为4.4～26.3 kHz，0.52～4.19 μJ和1.0～7.2 W。考虑腔内光子数密度的高斯空间分布以及抽运光的空间分布，给出了描述调Q激光器工作原理的耦合速率方程组，其数值解与实验结果相符。
激光技术 脉宽控制 被动调Q 速率方程 高斯空间分布
考虑腔内光子数密度的空间高斯分布以及晶体热效应的影响,给出了LD泵浦Nd∶GdVO4晶体Cr4+∶YAG被动调Q 1.06 μm激光的耦合速率方程组.数值求解该方程组获得了输出激光的脉冲宽度、重复率、峰值功率以及单脉冲能量随泵浦功率的变化特性,其理论值与实验结果相符.
空间分布 热效应 LD泵浦 被动调Q 数值解 Spatial distribution Thermal effect LD-pumped Passively Q-switched Numerical solutions
山东大学信息科学与工程学院,山东,济南,250100
考虑LD泵浦光强和腔内振荡光强的空间高斯分布以及晶体热效应的影响,给出了Nd:YVO4晶体GaAs被动调Q1.06μm激光的耦合速率方程组,数值求解该方程组获得了输出激光的平均输出功率、脉冲宽度、重复率随泵浦功率的变化特性,所得理论值与实验结果相符.
空间分布 热效应 LD泵浦 被动调Q 数值解 Spatial distribution Thermal effect LD pumped Passively Q-switched Numerical solutions
给出了Nd: YVO4/KTP内腔倍频声光调Q工作原理的耦合波速率方程组.实现了半导体激光器(LD)抽运折叠腔倍频声光调Q绿激光的运转,在抽运光功率3.8 W、重复频率10 kHz时,获得绿光脉冲宽度为33.2 ns,单脉冲能量为59.6 μJ, 峰值功率达到1.8 kW.数值求解耦合波方程组理论值与实验结果相符.
半导体二极管泵浦 声光调Q 倍频 数值解 Nd: YVO4/KTP
