1 西安理工大学自动化与信息工程学院，陕西 西安 710048
2 西安理工大学陕西省复杂系统控制与智能信息处理重点实验室，陕西 西安 710048
短波长红光激光是激光显示、生物医学等应用领域急需开发的一种新波段光源。基于Ge/SixGe1-x衬底设计并模拟分析了一种波长为620 nm的红光半导体激光器。该激光器使用Ge衬底以及SixGe1-x基体层，通过改变SixGe1-x层中的Si摩尔分数调整激光器结构中每层AlGaInP系材料的晶格常数，从而实现高Ga摩尔分数的GaInP量子阱并将GaInP量子阱的激光波长缩短至620 nm。通过计算SiGe、AlGaInP系材料的物理参数，研究了GaInP量子阱有源区结构和SixGe1-x基体层组分对输出特性的影响规律，优化了激光器的结构参数。模拟结果表明，298 K温度下设计的激光器输出波长为620 nm，阈值电流为0.58 A，输出功率为1.20 W，转换效率为38.3%。
激光器 半导体激光器 短波长红光激光 晶格调制 Ge/SixGe1-x衬底 激光与光电子学进展
2022, 59(19): 1914003
1 山东大学激光与红外系统教育部重点实验室，山东 青岛 266237
2 山东大学信息科学与工程学院，山东 青岛 266237
3 齐鲁工业大学(山东省科学院), 山东 济南 250104
4 青岛海泰光电技术有限公司，山东 青岛 266000
5 济南量子技术研究院，山东 济南 250101
报道了连续红光激光二极管(LD)泵浦的主动调Q翠绿宝石激光器。利用β相偏硼酸钡晶体(BBO)制成的普克尔盒作为主动调Q开关，在V型腔中实现了平均功率为1.16 W的755 nm激光输出，对应的重复频率为10 kHz，脉冲宽度为961 ns，单脉冲能量为116 μJ；通过在腔内插入双折射滤光片(BRF)，实现了728～793 nm的波长调谐，并进一步研究了不同重复频率下的脉冲特性。此外，采用腔倒空技术，成功将脉冲宽度压窄至10 ns，对应的中心波长为767 nm，峰值功率超过3 kW。
激光器 翠绿宝石激光器 红光激光二极管 主动调Q 腔倒空 波长可调谐 中国激光
2022, 49(13): 1301001
Author Affiliations
Abstract
Department of Electronic Engineering, School of Electronic Science and Engineering (National Model Microelectronics College), Xiamen University, Xiamen 361005, China.
Here we developed a novel wavelength-switchable visible continuous-wave (CW) Pr3+:YLF laser around 670 nm. In single-wavelength laser operations, the maximum output powers of 2.60 W, 1.26 W, and 0.21 W, the maximum slope efficiencies of 34.7%, 27.3%, and 12.3% were achieved with good beam qualities (M2 < 1.6) at 670.4 nm, 674.2 nm, and 678.9 nm, respectively. Record-high output power (2.6 W) and record-high slope efficiency (34.7%) were achieved for the Pr 3+:YLF laser operation at 670.4 nm. This is also the first demonstration of longer-wavelength peaks beyond 670 nm in the 3P1→3F3 transition of Pr3+:YLF. In multi-wavelength laser operations, the dual-wavelength lasings, including 670.1/674.8 nm, 670.1/679.1 nm, and 675.0/679.4 nm, were obtained by fine adjustment of one/two etalons within the cavity. Furthermore, the triple-wavelength lasings, e.g. 672.2/674.2/678.6 nm and 670.4/674.8/679.4 nm, were successfully demonstrated. Moreover, both the first-order vortex lasers (LG0+1 and LG0-1 modes) at 670.4 nm were obtained by off-axis pumping.
high-power laser visible laser switchable laser deep-red laser Opto-Electronic Advances
2021, 4(4): 04210006
1 西北大学 光子学与光子技术研究所, 陕西 西安 710069
2 陕西省全固态激光及应用工程技术研究中心, 陕西 西安 710069
3 西安重装渭南光电科技有限公司, 陕西 渭南 714000
介绍了基于复合腔结构的全固态波长可调谐的连续橙红色激光的输出特性。该复合腔由一个使用周期极化晶体MgO∶PPLN的信号光单谐振光参量振荡器和一个LD侧面泵浦Nd∶GdVO4晶体的1 062.9 nm基频光谐振腔构成。s-偏振1 062.9 nm泵浦光抽运单谐振光参量振荡器产生s-偏振信号光腔内独立振荡。通过复合腔结构的优化设计, 使独立振荡的p-偏振1 062.9 nm基频光与s-偏振信号光在2个子腔的重叠区内通过II类角度匹配KTP晶体的腔内和频过程获得橙红色激光。当MgO∶PPLN晶体的调谐温度从30 ℃ 上升至 200 ℃时, s-偏振信号光的中心波长产生红移, 导致其与p-偏振1 062.9 nm基频光和频产生的橙红色激光的中心波长从620.2 nm 红移至 628.9 nm。同时测得中红外波段闲频光的中心波长从3 714.2 nm蓝移至3 438.3 nm。在30 ℃最低设定温度时,中心波长620.2 nm 的橙红色激光和中心波长3 714.2 nm的闲频光最大连续输出功率分别达到2.0 W和2.9 W。
橙红色激光 波长可调谐 温度调谐 复合谐振腔 和频 orange-red laser wavelength tunable temperature tuning composite cavity sum frequency generation(SFG)
西北大学 光子学与光子技术研究所, 光电技术与功能材料省部共建国家重点实验室培育基地, 陕西省全固态激光及应用工程技术研究中心, 西安 710069
设计并研制了一种基于复合腔结构的波长可调谐、瓦级连续输出的橙红色激光器.该激光器是由半导体激光侧泵Nd∶GdVO4晶体产生p-偏振1 062.9 nm基频光的谐振腔和使用周期性极化晶体MgO∶PPLN(三个极化周期为29.0 μm、29.8 μm和30.8 μm)的单共振光学参量振荡器组成.在两个谐振腔的重叠区域, 利用II类临界相位匹配KTP晶体对s-偏振信号光与p-偏振1 062.9 nm基频光进行腔内和频.通过对MgO∶PPLN晶体进行三个不同极化周期的调谐和30℃~200℃范围内的温度调谐, 在三个波段(613.4~619.2 nm@29.0 μm、620.2~628.9 nm@29.8 μm和634.4~649.1 nm@30.8 μm)获得了波长可调谐的橙红色激光连续输出, 并在相应波段(3 980.0~3 758.5 nm @29.0 μm、3 714.2~3 438.3 nm @29.8 μm和3 278.0~2 940.2 nm @30.8 μm)获得了波长可调谐的中红外闲频光的连续输出.在30℃最低调谐温度, 通过改变晶体的极化周期, 在613.4 nm、620.2 nm和634.4 nm处测得最大连续输出功率分别为1.52 W、2.21 W和3.03 W, 对应的三束闲频光最大连续输出功率分别为2.36 W @3 980.0 nm、3.17 W @3 714.2 nm和4.13 W @3 278.0 nm.
橙红色激光 波长可调谐 周期调谐 温度调谐 单共振光学参量振荡器 和频 Orange-red laser Tunable wavelength Periodic tuning Temperature tuning Single Resonant Optical parametric oscillator(SRO) Sum Frequency Generation(SFG)
1 山东大学晶体材料国家实验室，山东 济南 250100
2 比萨大学物理系，意大利，托斯卡纳大区，比萨 56127
报道了444 nm蓝光激光二极管抽运的掺镨氟化锂钆(Pr3+:GdLiF4) 固体红光激光器。实验采用掺杂粒子数分数为1.01%的Pr3+:GdLiF4晶体，样本沿a切方向，尺寸大小为2.7 mm×2 mm×4 mm(a×c×a)，在激光二极管抽运下通过设计的平凹腔获得了波长为639.3 nm的连续红光输出。通过多次优化，当抽运光输入功率为3 W，输出镜透射率为3%时，获得了最大输出功率153 mW，其斜率效率约为6.78%，抽运阈值达到750 mW。
激光器 红光激光器 固体激光器 掺镨氟化锂钆晶体 中国激光
2015, 42(s1): s102010
中航工业洛阳电光设备研究所, 河南 洛阳 471009
采用侧面泵浦Nd∶GdVO4晶体的方式, 利用I类相位匹配LBO(LiB3O5)晶体进行腔内倍频。腔型采用平凹直腔, 利用软件模拟优化谐振腔腔镜曲率半径、腔长以及晶体放置位置等参数, 在最大注入电功率750 W时获得9.7 W的671 nm光输出, 重复频率10 kHz, 发散角7.9 mrad, 电-光转换效率约为1.3%。
高重复频率 Nd∶GdVO4晶体 LBO晶体 红光激光器 high repetition rate Nd∶GdVO4 crystal LBO crystal red laser
量子光学与光量子器件国家重点实验室, 山西大学光电研究所, 山西 太原 030006
设计了全固态连续单横模671 nm红光激光器。利用880 nm LD双端端面泵浦Nd:YVO4复合晶体,实现了均匀泵浦并改善了激光晶体热效应;考虑到影响倍频转化效率的各种因素,优化设计了Z字形四镜激光谐振腔,采用Ⅰ类临界相位匹配晶体LBO作为腔内倍频晶体;当泵浦功率为42.5 W时,获得了5.2 W的连续单横模671 nm红光输出,光-光转化效率达到12.2％,激光器长期功率稳定性优于±2.5％(1 h)。
671 nm红光激光器 单横模 LD双端直接泵浦 倍频转化效率 671 nm red laser TEM00 mode dual-end-pumped at 880 nm frequency-doubling efficiency
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
2 中国科学院 研究生院,北京 100039
3 吉林大学 电子科学与工程学院,吉林 长春 130012
设计并研制了一套可在视频监控和红光指示下实施半导体激光鼓膜造孔术的光学系统。首先，利用光束整形和波长合束技术将半导体激光单管出射的650 nm激光和半导体激光列阵出射的810 nm激光耦合到芯径为200 μm，数值孔径为0.22的光纤中; 然后，利用消色差透镜准直光纤出射的双波长激光，再利用另一个消色差透镜将光束聚焦到耳鼓膜上，该聚焦镜可通过机械部件沿光轴方向移动，从而调节鼓膜上光斑的大小; 成像部分则直接使用商用视频耳镜; 热反射镜用于使激光和成像光同轴。手术时，根据显示器上的红色指示光斑确定造孔位置。测量结果显示：该系统出光孔处的激光功率在0~13.3 W间连续可调，造孔直径在1~3 mm内连续可调。使用本系统可缩短手术时间，减少并发症; 儿童患者手术时无需全身麻醉。另外，该系统还具有整机体积小、重量轻、电光转换效率高等优点。
光纤耦合半导体激光器 激光鼓膜造孔术 红光指示 热反射镜 消色差透镜 fiber coupled diode laser diode laser myringotomy red laser pilot hot mirror achromatic lens
利用全波片和Nd:YVO4激光器的偏振特性构成双折射滤光片，使用I类临界相位匹配LBO作为倍频晶体，在注入泵浦功率2.7 W的情况下获得149 mW的671 nm单纵模红光输出，光－光转换率5.6 %，该结构简单、紧凑，适合用于中低功率激光器。
激光技术 全波片 低噪声 红光激光器 laser technique full-wave plate single longitudinal mode red laser red laser
