1 河北工业大学 先进激光技术研究中心，天津 300401
2 河北省先进激光技术与装备重点实验室，天津 300401
为了减弱激光二极管端面泵浦固体激光器热效应的影响，提高激光谐振腔稳定性及改善激光器的输出特性，以激光二极管端面泵浦Er:Yb:glass/Co:MALO晶体为研究对象，采用有限元分析方法，并根据热传导理论对其进行多物理场耦合热效应分析，系统分析了非键合和键合晶体、泵浦中心波长、功率以及束腰半径对激光晶体的温度场、热应力场以及形变量的影响。结果表明：键合晶体中Co:MALO晶体不仅起到了被动调Q的作用，还起到了热沉的效果，可以有效改善晶体内部的温度分布、热应力和形变量。中心波长为940 nm的泵浦对晶体的穿透性远高于976 nm，采用940 nm的泵浦可以改善晶体的最高温度，但976 nm泵浦结构是扩散键合较安全的结构。由于增大泵浦功率会导致晶体单位面积功率密度分布的增加，热效应也会加剧，泵浦功率增大100 mW对应温度增加9 K，热应力增加1.5 MPa，热形变增加0.5 μm。减小泵浦光束半径也会导致热效应的增加，但影响相较于功率不明显。理论分析结果可为激光二极管端面泵浦铒镱共掺磷酸盐玻璃1.5 μm固体激光器减小热效应的合理优化设计提供数据理论支持。
LD端面泵浦 Er:Yb:glass/Co:MALO 调Q激光器 热效应 热应力 LD end-pumped Er:Yb:glass/Co:MALO Q-switched laser thermal effect thermal stress 红外与激光工程
2023, 52(8): 20230349
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 山东理工大学 生命科学学院, 淄博 255049
2 山东理工大学 理学院, 淄博 255049
为了研究激光二极管端面抽运掺钕钆镓石榴石Nd∶GGG激光器的热效应, 采用实验测量与理论计算结合的方法, 进行了激光器的连续运转, 测量了激光器的热焦距、本征损耗和热损耗。结果表明, 采用凹-平腔结构, 当抽运功率为28.8W时, 得到最大连续波输出功率为13.2W, 对应最大斜效率为51.5%, 光光转换效率为49.5%, Nd∶GGG晶体的本征损耗测量值为0.86%/cm; 测量结果与理论计算吻合得很好。所得结果为LD抽运Nd∶GGG激光器的进一步设计优化提供了实验和理论依据。
激光器 热效应 LD端面抽运 lasers Nd∶GGG Nd∶GGG thermal effect LD end-pumped
报道了全固态激光器连续抽运高重复率电光调Q Nd∶YVO4激光器的实验和理论分析结果，用BBO晶体作电光调Q元件，在激光二极管（LD）端面抽运Nd∶YVO4激光器中实现了较高重复率的电光调Q输出.实验中在1 kHz重复率下，抽运功率为10 W时，平均功率超过170 mW.对输出功率曲线中的凹陷现象进行了分析，指出了制约激光器的内在诸因素，并用传播圆－变换圆图解分析方法给出了合理的解释.
激光器 LD端面抽运 电光调Q 高重复率 Lasers LD end-pumped E-O Q-switching laser High repetition rate
1 西北大学光子所, 陕西 西安 710069
2 陕西省全固态激光技术与应用研究中心, 陕西 西安 710069
为了简化激光器冷却系统，减小体积，降低成本，设计出一种基于水、风混合型的冷却系统，具有水冷和风冷的优点，可以实现稳定的绿光激光输出。采用结构简单、紧凑的平-凹腔设计，其端镜为平面镜，输出镜为凹面镜，曲率半径R=1m，腔长L=165mm，获得较稳定的单端泵浦Nd∶YVO4腔内倍频KTP连续绿光激光输出。当晶体吸收的泵浦功率为24.3W时，532nm激光功率达到4.2W，光-光转换效率达到17.2%。在绿光输出功率为3W的情况下，观测到的变化范围在2.5%左右，温度变化范围在0.1°左右。实验结果表明，该冷却系统能够较好地转移晶体热效应产生的热量，实现转化效率较高的绿光输出，有利于实现高功率激光器的微型化。
LD端面泵浦激光器 LD end-pumped laser Nd∶YVO4 Nd∶YVO4 KTP KTP
1 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 国防科技大学理学院, 湖南 长沙410073
激光二极管(LD)端面抽运的中等口径片状放大器可实现重复频率工作, 兼顾大能量输出和优良光束质量, 成为惯性聚变能(IFE)及战术**等领域的研究热点。钕玻璃介质具有制造工艺成熟、储能较高、受激发射截面适中等优点, 是美、日等国IFE领域的重要研究对象。但钕玻璃热导率较低, 重复频率应用时热致波前畸变、热致断裂等热效应明显。使用光线追迹和有限元方法, 结合高功率端面抽运重复频率钕玻璃放大器的工作特点, 对钕玻璃增益介质的温度场和应力场进行了模拟分析, 详细讨论了不同抽运功率、冷却参数、工作频率所带来的影响。同时分析了可能引发介质炸裂的机理, 探讨了抽运极限问题, 结果将对端面抽运重复频率钕玻璃激光放大器的设计具有参考意义。
激光器 热效应 有限元分析 钕玻璃 激光二极管端面抽运
1 牡丹江师范学院 物理系，牡丹江 157012
2 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，长春 130033
为了研究Yb∶YAG激光器的倍频输出特性，采用LD端面抽运掺杂原子数分数为0．1的Yb∶YAG薄片激光晶体(?4mm×1mm)、LBO(LiB3O5)腔内倍频进行了实验研究。在LD抽运功率为1．37W时，通过调节LBO的放置角度，实现了频率选择，并获得了最高功率为3．1mW的537．8nm的基模连续激光输出，光斑椭圆度为0．94。结果表明，采用Yb∶YAG激光晶体，通过LBO腔内倍频可以获得稳定的高光束质量的537．8nm激光输出。
激光器 537．8nm绿光激光 LD端面抽运 Yb∶YAG晶体 lasers 537.8nm green laser LD end-pumped Yb∶YAG crystal
1 电子科技大学,光电信息学院, 四川 成都 610054
2 江汉石油学院理学院, 湖北 荆州 434023
3 西南技术物理研究所, 四川 成都 610041
总结了激光二极管(LD)端抽运Er-Yb磷酸盐玻璃光波导放大器方面所作的工作,内容涉及Er-Yb共掺磷酸盐激光玻璃材料、光波导放大器结构与特性等.由于这类放大器的优良性能与低的制作成本使得其在功率放大、在线放大、光无损分路器、光有线电视(CATV)系统及城域网等方面具有广阔的应用前景.
材料实验 激光二极管端抽运 光波导放大器 Er-Yb磷酸盐玻璃 光电子器件
1 华北光电技术研究所激光技术部, 北京 100015
2 山西大学光电技术研究所,山西 太原 030006
在高重复频率、高光束质量的主振荡功率放大器(MOPA)激光系统中,要求主振荡器输出的激光束具有稳定平滑的时间和空间分布,以及长的相干长度,即要求百分之百的单纵模几率和TEM00模输出。随半导体激光器(LD)技术的进展,LD抽运的固体激光器(DPSL)逐步成为MOPA激光系统中主振荡器的首选。故研究LD抽运单纵模固体激光器,对提高MOPA激光系统的性能,推动MOPA激光系统的发展和应用都具有重要的意义。通过合理排列光学元件在谐振腔中的位置,控制LD聚焦点在Nd:YAG中的深度,大大减小驻波效应对模式的影响,研制成功LD端面抽运,并采用消除LN晶体电光调Q 中“光弹效应”技术的固体激光器。不用附加选模元件,获得50～100 μJ较大能量的单纵模激光。在重复频率40 Hz时,输出能量90 μJ,脉宽约12 ns,长时间运转保持单纵模几率100%,能量稳定性±1.5%,满足了MOPA激光系统对主振荡器的要求。
激光技术 单纵模 LD端面抽运 驻波效应
中国科学院安徽光学精密机械研究所,安徽,合肥,230031
本文描述了连续二极管激光器(LD)端面泵浦Nd:YVO4晶体,在200～5000 Hz电光调Q的情况下,激光输出特性的研究.当二极管输入电流在25 A(约10 w),电光Q开关重复率为1 kHz时,1064 nm激光的平均输出功率为160 mW,脉宽为20 ns.并对实验结果进行了分析和讨论.
激光技术 LD端面泵浦 电光调Q激光器 高重复率 laser techniques LD end-pumped Q-switching laser high repetition rates
