报道了一种输出波长在1270 nm的混合级联掺磷拉曼激光器。该激光器分别利用掺磷光纤中频移为1330 cm-1和197 cm-1的拉曼散射，使1064 nm激光两次频移，实现了1270 nm激光输出。对1270 nm的二级拉曼光设计了对称和非对称两种腔结构，并进行了对比实验。结果表明，非对称结构可有效地避免腔内激光从高反端的泄漏，降低激光阈值，提高激光器转换效率。非对称结构激光器的振荡阈值为3.70 W，抽运功率为8.66 W时，激光器最大输出总功率为2.38 W，从1064 nm到1270 nm的激光转换效率为22%。
激光光学 掺磷光纤 拉曼激光器 光动力疗法
报道了一种由宽带光纤环形镜(FLM)作为腔反射元件的法布里珀罗腔掺磷光纤拉曼激光器(RFL)，并与使用窄带光纤布拉格光栅(FBG)作为高反镜的腔结构进行了对比研究。研究结果表明，使用宽带FLM替代FBG仍可实现掺磷RFL的窄带激光输出，并且可有效避免拉曼激光从高反镜端的泄漏。在相同的输出镜反射率情况下，使用FLM作为高反镜比使用FBG作为高反镜具有更低的振荡阈值和更高的光光转换效率。当抽运功率为9.45 W时，拉曼激光(1.24 μm)输出功率为4.31 W，激光器斜效率和光光转换效率分别为57.9%和45.6%。
激光器 掺磷光纤拉曼激光器 光纤环形镜 光纤布拉格光栅 光泄漏
基于速率方程和腔内光传输方程,推导了纵向抽运准三能级连续激光器的抽运吸收效率、斜率效率、腔内基波几何平均光强、激光阈值、激光输出光强和功率的显式解析表达式。讨论了抽运吸收饱和效应对抽运吸收效率、激光阈值、激光转换效率和腔内基波几何平均光强的影响。理论分析和数值模拟表明,抽运饱和效应对激光性能的影响与抽运吸收截面和激光发射截面的比值、平均单程损耗因子、抽运能级与激光上下能级的粒子数布居因子及晶体长度等因素有关。当晶体越短、抽运吸收截面和激光发射截面的比值越大、腔损耗越大时,抽运吸收饱和效应越明显。抽运吸收效率的下降会导致激光阈值升高、腔内基波几何平均光强以及激光转换效率的下降。
激光器 准三能级 抽运吸收饱和 纵向抽运 平均单程损耗因子
1 厦门大学物理系, 福建 厦门 361005
2 集美大学物理系, 福建 厦门 361021
3 厦门大学电子工程系, 福建 厦门 361005
采用后向抽运的两级级联的掺铒光纤超荧光光源的新型结构,运用同步抽运技术对两级光纤按比例进行后向抽运,从而实现高效率且中心波长稳定的L波段超荧光光源输出。研究了光纤总长度、两级光纤长度分配以及抽运比例对超荧光光源输出特性参数的影响。结果表明,通过采用两级级联后向结构可以将光谱从C波段有效地转移到L波段,而且能够实现在高抽运功率下具有中心波长对抽运功率波动不敏感的特性。在290 mW功率1∶1抽运下,实验获得了输出功率97 mW,线宽47.3 nm,中心波长稳定的L波段超荧光光源。
光纤光学 超荧光光纤光源 放大自发辐射 L波段
使用20 W/1.06 μm掺镱双包层光纤激光器作为抽运源, 抽运由300 m国产掺磷光纤和光纤光栅构成的级联拉曼谐振腔, 进行了高功率1.48 μm级联拉曼光纤激光器的实验研究。实验研究了不同反射率的输出光纤光栅对拉曼激光阈值和激光效率的影响。结果表明激光阈值随输出光纤光栅反射率的增加而减小。当使用25.7%的输出光纤光栅时, 激光器具有最大的转换效率, 在入腔抽运功率为12.1 W时, 获得了最大2.8 W/1.48 μm连续波激光输出, 相应的激光斜率效率和转换效率分别为31.3%和23.1%。通过监测1.48 μm激光的最大输出功率, 2 h内的功率波动小于5%。
激光器 拉曼激光器 国产掺磷光纤 高功率 掺镱双包层光纤激光器
厦门大学信息科学与技术学院电子工程系, 福建 厦门 361005
利用非线性方法可以得到级联掺磷拉曼光纤激光器的二阶近似解。将描述抽运光和斯托克斯(Stokes)光沿光纤分布的微分方程组简化成代数方程组,在此基础上对抽运光采用二阶非线性近似得到了不同输入抽运功率情况下的近似解,并求出了在二阶非线性近似下的一级Stokes光和二级Stokes光的阈值表达式。利用得到的二阶近似解同一般的数值解法作比较,结果表明两者吻合得很好。一方面,对于双波长输出的级联掺磷拉曼光纤激光器,二阶方法比线性方法更加精确,更接近于一般的数值解; 另一方面,该方法有效提高了数值运算速度,优于一般的数值方法。
非线性光学 受激拉曼散射 拉曼光纤激光器 二阶近似解 阈值 双波长输出
厦门大学,信息科学与技术学院电子工程系,福建,厦门,361005
讨论了二级级联喇曼光纤激光器的解析解和优化设计.通过引入几何平均功率、增益因子和归一化光纤有效长度,将描述泵浦光和斯托克斯光沿喇曼增益光纤分布的微分方程组简化成代数方程组,在对泵浦光采用线性传播近似后,获得了二级级联喇曼激光器的解析解.所获得的解析解同数值模拟结果吻合得很好.利用该解析解可方便和快速地讨论级联喇曼激光器的优化设计,计算不同泵浦功率下的最佳光纤长度、输出光纤光栅反射率和转换效率.泵谱功率越大,最佳光纤长度越短,最佳输出光纤光栅反射率越小.
喇曼光纤激光器 解析解 优化设计
中国科学院安徽光学精密机械研究所,合肥,230031
本文介绍了Yb:YAG激光晶体的能级结构和吸收、发射光谱;研究了端面泵浦全固化Yb:YAG薄盘激光器的输出特性,获得了功率为2.1 W的1030 nm激光输出,光光转换效率为15%,斜效率为24.3%.
Yb:YAG晶体 薄盘激光器 全固化激光器 端面泵浦 Yb:YAG crystal thin disk laser all-solid laser end-pump
中国科学院安徽光学精密机械研究所新型激光器和晶体材料研究室,合肥,230031
本工作采用二价Ca离子作为电荷补偿离子由提拉法生长出了具有高光学质量的调Q开关晶体Cr4+:YAG.所生长的晶体在空气中退火(1450℃)50小时后,晶体的颜色明显加深.吸收光谱测量表明晶体中的Cr4+离子浓度得到显著提高.在闪光灯泵浦的Nd:YAG激光器上对不同透过率、退火后的Cr4+:YAG晶体进行了被动调Q实验.结果表明所生长出的Cr4+:YAG晶体对Nd:YAG激光器具有很好的调Q作用.
晶体生长 退火 被动调Q 灯泵Nd:YAG激光器 Cr4+:YAG Cr4+:YAG crystal growth annealing passively Q-switching lamp pumped Nd:YAG laser
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所,合肥,230031
2 中国科学院化工冶金研究所,北京,100080
3 中国科学院北京高能物理研究所,北京,100039
4 中国科学院上海光学精密机械研究所,上海,210080
本文报道了应用环境扫描电镜(ESEM)和同步辐射X射线白光形貌术对采用提拉法生长出的Nd:YVO4晶体进行的形貌及生长缺陷的分析,获得了该晶体的开裂表面的ESEM形貌像以及取自晶体肩部和中间部位的(001)面的同步辐射白光形貌像,观察到了位错、包裹物等缺陷,可为生长高质量的Nd:YVO4晶体提供重要的启示.
Nd:YVO4晶体 环境扫描电镜 同步辐射白光形貌术 晶体开裂 晶体缺陷 Nd:YVO4 crystal environmental scanning electron microscopy （ESEM synchrotron radiation white beam X-ray topography crystal crack crystal defects
