Author Affiliations
Abstract
1 School of Electronic and Optical Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China
2 Institute of Applied Electronics, China Academy of Engineering Physics, Mianyang 430079, China
3 Graduate School of China Academy of Engineering Physics, Beijing 100193, China
A high-power CW Yb:YAG slab laser amplifier with no adaptive optics correction has been experimentally established. At room temperature, the amplifier emits a power of 22 kW with an average beam quality (β) of less than 3 in 0.5 min. To our knowledge, this is the brightest slab laser without closed-loop adaptive optics demonstrated to date. In addition, an extracted power of 17 kW with an optical extraction efficiency of 33%, corresponding to a residual optical path difference of less than 0.5 µm, is achieved with the single Yb:YAG slab gain module. The slab gain module has the potential to be scalable to higher powers while maintaining good beam quality. This makes a high-power solid-state laser system simpler and more robust.
laser amplifier Yb:YAG slab laser surface quality pumping uniformity Chinese Optics Letters
2024, 22(3): 031402
武汉科技大学，省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室，高温材料与炉衬技术国家地方联合工程研究中心，武汉 430081
由于周期性水泥熟料回转以及进出料，水泥回转窑用耐火材料需要兼顾优异的耐火度、热震稳定性和耐侵蚀性。本研究通过将尖晶石细粉包裹于镁砂骨料表面，制备出含包覆结构骨料的方镁石-镁铝尖晶石耐火材料，并采用三点弯曲测试结合数字图像相关以及声发射技术表征其断裂行为，以及采用静态抗渣法表征其抗侵蚀性能。结果表明：通过改变尖晶石分布，形成包覆结构复合骨料，降低了氧化铝含量，尖晶石相达到更为均匀且广泛的分散。与氧化铝含量(质量分数)为10%的市售预合成尖晶石骨料耐火材料相比，采用尖晶石包覆骨料的方镁石-尖晶石耐火材料(Al2O3含量为5%)在保证材料抗热震性能的同时，提升了力学强度、热震稳定性能以及抗侵蚀能力。
方镁石-尖晶石耐火材料 包覆结构骨料 热震稳定性能 抗侵蚀/渗透性能 无损探伤技术 magnesia-alumina spinel refractories coating structured aggregates thermal shock stability corrosion/penetration resistance nondestructive testing methods
1 中国工程物理研究院应用电子学研究所，四川 绵阳 612900
2 中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室，四川 绵阳 612900
3 中国工程物理研究院研究生院，北京 100088
设计了一种Nd∶YAG平面波导皮秒激光放大器。光纤激光器提供重复频率可调的皮秒种子源，Nd∶YAG平面波导激光放大器采用后端抽运方式，其抽运源工作模式为连续模式。当种子光的重复频率为24.46 MHz、脉宽为11.7 ps、注入功率为0.48 W时，输出功率为228 W，单脉冲能量为9.3 μJ，光-光转换效率达到20.2%，导波方向和非导波方向的光束质量（M2）分别为1.4和4.6。当种子光的重复频率降低至25 kHz时，输出平均功率为24.2 W，单脉冲能量提升至0.97 mJ，单脉冲能量放大倍率为4.9×104，表明放大系统具有较强的放大能力。根据理论计算，分析了进一步提高光-光转换效率和输出功率、抑制放大自发辐射（ASE）的方法。
激光器 皮秒激光 平面波导 高峰值功率
1 中国工程物理研究院 应用电子学研究所，四川 绵阳 612900
2 中国工程物理研究院 高能激光科学与技术重点实验室，四川 绵阳 612900
3 中国工程物理研究院 研究生院，北京 100088
设计了一种高倍率的固体皮秒脉冲激光放大器，采用Nd:YAG板条作为激光增益介质。借助板条结构的角度选通结构，搭建了板条五通放大系统，实现了对注入皮秒脉冲激光的高倍率放大。种子源工作在脉冲模式，放大器泵浦源在连续模式工作。皮秒光纤激光器可以在不同的重复频率下工作，脉冲宽度为13.4 ps。种子光经过隔离和耦合系统之后，注入板条的单脉冲能量为25 nJ。当种子源工作重复频率为24.46 MHz时，板条放大器输出平均功率377 W，单脉冲能量15.5 μJ；当种子源工作重复频率为49.8 kHz时，板条放大器输出平均功率89 W，单脉冲能量1.8 mJ，峰值功率为134 MW，放大倍率达到7.2×104。
激光器 皮秒激光 固体激光器 高倍率 五通放大 laser picosecond laser solid-state laser high magnification five-pass amplification 强激光与粒子束
2022, 34(6): 061001
强激光与粒子束
2022, 34(1): 011007
1 中国工程物理研究院应用电子学研究所, 四川 绵阳 612900
2 中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
3 中国工程物理研究院研究生院, 北京 100088
搭建了1030 nm波长的准连续长脉宽室温Yb∶YAG平面波导激光放大器,分析对比注入光强、抽运光强和抽运脉宽等因素对光-光转换效率的影响。采用主振荡功率放大结构,种子源为1030 nm连续保偏光纤激光器。放大器增益介质为一块Yb∶YAG平面波导,抽运源为两个准连续940 nm半导体激光阵列,抽运光经整形后分别从两个端面耦合进入平面波导。在双端抽运下,抽运重复频率为400 Hz和最大峰值功率为20.4 kW时获得了最大能量为4.65 J的激光放大输出,偏振度为97%,光-光转换效率为44.0%,与理论分析基本吻合。
激光器 激光放大器 1030 nm 平面波导 Yb∶YAG; 中国激光
2021, 48(16): 1601004
1 中国工程物理研究院应用电子学研究所，四川 绵阳 621999
2 中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室，四川 绵阳 621999
3 中国工程物理研究院研究生院，北京 100088
计算了Yb∶YAG板条选通角并优化设计了放大链路构型。对比分析了反射式像传递系统优势并计算了像传递系统的球差，结果表明，反射式像传递系统可大幅减小系统球差，有利于提升放大激光光束质量。室温下搭建了基于单个Yb板条的三通主振荡器功率放大系统，通过采用反射式像传递放大链路设计，同时优化泵浦激光与种子激光的近场强度匹配，实现在无主动光学校正系统下，功率7.13 kW、光束质量优于2倍衍射极限的激光输出。
激光器 Yb∶YAG 板条激光放大器 光束质量 像传递系统 激光与光电子学进展
2021, 58(11): 1114007
强激光与粒子束
2020, 32(12): 121009
1 中国工程物理研究院应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
3 中国工程物理研究院研究生部, 北京 100088
4 中国科学院上海硅酸盐研究所, 上海 201899
5 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
将非水基流延成型和真空烧结技术制备的YAG/Yb∶YAG/YAG平面波导陶瓷作为激光放大器的增益介质,研究其激光放大特性。种子源为1030 nm保偏光纤激光器,放大器的抽运源为940 nm半导体激光器阵列,抽运光经过耦合后从端面进入平面波导。对比了前端抽运和后端抽运的放大性能,测试了双端抽运的激光放大输出性能。在双端抽运下,当注入种子光的功率为136 W时,获得了功率为1.41 kW的激光输出,斜率效率达到41%。这是已报道的该类陶瓷平面波导达到的较高功率激光输出。
激光器 激光放大器 陶瓷平面波导 Yb∶YAG;
1 中国工程物理研究院应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
3 中国工程物理研究院研究生部, 北京 100088
报道了一种波长为1319 nm的准连续Nd∶YAG平面波导激光放大器。种子源为基于侧面抽运棒状Nd∶YAG激光头的振荡器,放大器的激光增益介质为平面波导结构Nd∶YAG。YAG平面波导的尺寸大小为0.6 mm×10 mm×60 mm,中心区域0.1 mm×10 mm×50 mm为掺杂区,周围均为非掺杂YAG。放大器的抽运源为半导体激光器阵列,抽运光经过耦合后从后端面进入平面波导材料,种子光从前端进入单通放大输出。Nd∶YAG平面波导与两个微通道热沉焊接起来实现良好的散热,端面镀1319、1064和808 nm高透膜层。当抽运电流为110 A、重复频率为200 Hz时,获得了功率为36 mJ的1319 nm激光输出,放大光光效率为8.3%。
激光器 平面波导 Nd∶YAG; 1319 nm 激光与光电子学进展
2019, 56(1): 011404
