1 深圳大学二维材料光电科技国际合作联合实验室，广东 深圳 518060
2 鹏城实验室，广东 深圳 518060
报道了一种1.85 μm亚纳秒脉宽的Tm∶GdVO4被动锁模激光器。通过使用商用半导体可饱和吸收镜（SESAM）和高透过率的输出耦合镜（OCs），实现了Tm∶GdVO4短波段、亚纳秒脉宽的激光输出。对于连续波（CW）运转，当使用透过率分别为10%、20%和30%的不同OCs时，激光输出功率均超过1 W，在1844、1850、1851、1861、1865 nm波长上分别产生了激光振荡。对于连续波锁模（CWML）运转，通过使用上述不同OCs，均实现了稳定的输出，工作波长均位于1851.6 nm附近，光谱宽度始终不高于光谱仪0.05 nm的分辨率，输出脉宽分别为474、752、651 ps。其中，当使用透过率为30%的OC时，可实现320 mW的最大平均输出功率。
激光器 固体激光器 被动锁模 半导体可饱和吸收镜 亚皮秒 二极管泵浦激光器 Tm∶GdVO4激光器 中国激光
2023, 50(22): 2201004
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率光纤激光技术实验室，上海 201800
2 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室，上海 201800
3 中国科学院大学材料科学与光电技术学院，北京 100049
2 μm波段激光用途广泛，既可以应用于激光雷达、激光测距和医疗手术等领域，又可以作为中长波红外波段激光器的泵浦源。采用激光二极管直接泵浦掺铥晶体获得2 μm波段激光，是一种直接高效的技术手段，受到了广泛关注。本文介绍了Tm∶YAG、Tm∶YAP和Tm∶YLF脉冲激光器的研究进展，并进行了总结与展望。
激光器 固体激光器 脉冲激光器 激光二极管泵浦激光器 激光材料 2 μm波段 激光与光电子学进展
2023, 60(7): 0700003
1 西安电子科技大学 光电工程学院，西安
2 西安电子科技大学 前沿交叉研究院，西安
3 中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室，北京
翠绿宝石晶体是一种宽带可调谐激光晶体，发射光谱覆盖700~900 nm，因此在超快激光脉冲产生方面也具有很大的潜力，近年来得到了广泛的研究。首先介绍了翠绿宝石晶体的结构、物理及光学性质，然后综述翠绿宝石晶体在超快激光领域中的发展现状，并对其未来的发展进行了展望。
超快激光器 二极管泵浦 翠绿宝石晶体 克尔透镜锁模 Ultrafast lasers diode pumping Alexandrite Kerr-lens mode-locked
为实现二极管泵浦激光器在宽温度环境下免温控稳定工作,分析了激光器泵浦源发射光谱对激光系统稳定性的影响。综合考虑了泵浦过程中的能量利用率,提出了激光器免温控泵浦源光谱优化设计方案。所提方案可有效降低泵浦源波长漂移对激光器系统吸收率和热焦距的影响,实现激光器宽温度范围内免温控工作。在-40~60 ℃工作温区内,计算了不同吸收长度和掺杂浓度(原子数分数)的Nd∶YAG激光器系统泵浦源的最优发射光谱。从理论角度而言,与一般无温控单波长激光二极管(LD)泵浦源相比,利用所提优化方案获得的泵浦源,可以将激光器系统的工作稳定性明显提高,将系统的泵浦光吸收率波动和晶体热焦距波动分别降低到13%和16%以内。对吸收长度为30 mm,掺杂浓度为0.8%的Nd∶YAG激光器系统,设计了一种双波长LD泵浦源(中心波长为803.7 nm@10 ℃和809.2 nm@10 ℃,对应比重为68.4%和31.6%)。模拟结果表明,在-40~60 ℃温度范围内,晶体对该泵浦光的吸收率可保持在90.7%以上,泵浦光吸收稳定性和晶体热焦距稳定性分别为91.4%和85.4%。
激光器 二极管泵浦 光谱优化 多波长泵浦
强激光与粒子束
2022, 34(1): 011007
1 深圳光韵达光电科技股份有限公司, 广东 深圳 518057
2 中国科学院半导体研究所 中国科学院半导体材料科学重点实验室, 北京 100083
3 北京印刷学院 机电工程学院, 北京 102600
4 五邑大学 数字光芯片联合实验室, 广东 江门 529020
Nd:YAG陶瓷具有可大尺寸、低成本制备的特点, 但基于Nd:YAG陶瓷的锁模激光器尚未得到大量验证。采用Nd:YAG陶瓷作为增益介质、半导体可饱和吸收镜(SESAM)作为锁模元件, 优化设计了W型谐振腔。在泵浦功率为11.49 W时, 获得了波长为1.06 μm、重复频率为144 MHz和输出平均功率为1.25 W的稳定连续锁模激光, 锁模激光的脉冲宽度为33.6 ps, 单脉冲能量为8.7 nJ, 峰值功率为0.26 kW。实验结果表明: Nd:YAG陶瓷作为增益介质, 可应用于被动锁模超快皮秒激光器中。
激光二极管泵浦 Nd:YAG陶瓷 被动锁模 皮秒脉冲 激光器 laser diode pump Nd:YAG ceramic passive mode-locking picosecond pulse laser
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院超快激光研究室, 天津 300072
2 天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
3 国科世纪激光技术(天津)有限公司, 天津 300072
通过实验验证了利用中心波长为940 nm的半导体激光器泵浦Yb∶YAG/YAG/Cr∶YAG/YAG复合晶体可获得高效率的被动调Q激光输出。研究了耦合输出镜透过率、泵浦光斑大小对基于Yb∶YAG/YAG/Cr∶YAG/YAG和Yb∶YAG/Cr∶YAG/YAG复合晶体的被动调Q激光器的输出参数的影响。当泵浦功率为17 W时,基于Yb∶YAG/YAG/Cr∶YAG/YAG复合晶体的被动调Q激光器的最大平均输出功率为7.41 W、斜率效率为57.0%、光-光效率为43.6%、脉冲宽度为4.6 ns、脉冲重复频率为25.5 kHz、脉冲能量为290.6 μJ、峰值功率为63.2 kW,与基于Yb∶YAG/Cr∶YAG/YAG复合晶体的情况相比,最大平均输出功率、脉冲能量和脉冲峰值功率分别提高了5.6%、14.7%和22.2%。同时,对比了在相同输出功率下基于两种晶体的输出激光的M2,发现在相同输出功率下,与基于Yb∶YAG/Cr∶YAG/YAG复合晶体的情况相比,基于Yb∶YAG/YAG/Cr∶YAG/YAG复合晶体的输出激光具有更低的M2。最终,通过实验结果对比得出,基于Yb∶YAG/YAG/Cr∶YAG/YAG复合晶体的被动调Q激光器具有更优的输出参数。
激光器 掺镱激光器 二极管泵浦 被动调Q激光器 固态激光器 中国激光
2021, 48(21): 2101005
报道了一台用于大气探测激光雷达系统的LD脉冲端面泵浦Nd∶YAG激光晶体的腔外倍频千赫兹多波长激光器。采用紧凑介稳腔设计和电光调Q方式，获得具有高动静比的1064 nm基频光脉冲输出。腔外采用Ⅰ类相位匹配LBO晶体倍频，Ⅱ类相位匹配LBO晶体和频，实现了355 nm和频光输出，同时对355 nm和频光单脉冲能量的影响因素进行了理论分析和实验研究。当倍频转换效率为53%时，获得重复频率为1 kHz的三波长激光分束输出，对应的单脉冲能量分别为1.18 mJ@1064 nm、1.06 mJ@532 nm、0.73 mJ@355 nm；脉冲宽度分别为3.49 ns@1064 nm、3.42 ns@532 nm、3.02 ns@355 nm；光束质量因子分别为Mx2=1.70、My2=1.75@1064 nm，Mx2=1.57、My2=1.41@532 nm，Mx2=1.51、My2=1.38@355 nm。
激光与光电子学进展
2021, 58(19): 1914002
1 清华大学精密仪器系, 北京 100084
2 光子测控技术教育部重点实验室, 北京 100084
二极管泵浦重复频率纳秒高能固体激光器(主要指单脉冲能量10 J以上,脉冲重复频率10 Hz以上)在重大基础和应用研究领域中发挥了重要的作用,是科学研究的前沿热点之一。本文以叠片、激活镜、之字形板条三种放大构型为线索,详细介绍了二极管泵浦重复频率纳秒高能固体激光器的代表性成果和研究进展,分析了激光器的优选技术路线,并对未来的发展前景进行了展望。
激光器 固体激光 二极管泵浦 高能激光 重复频率纳秒激光 中国激光
2021, 48(15): 1501003
1 西南大学 物理科学与技术学院，重庆40075
2 西南大学 数学与统计学院，重庆400715
基于二极管泵浦Nd：LaMgAl11O19无序晶体激光器实现了被动调Q激光以及脉冲幅度混沌激光的输出。当泵浦功率在4.8 ~8.6 W范围内时，激光器运转在被动调Q状态；当泵浦功率为8.6 W时，调Q激光的平均输出功率为613 mW、重复频率为157.1 kHz、脉冲宽度为2.2 μs。当泵浦功率增加到8.7~10.5 W范围内时，输出激光的脉冲幅度呈不规则随机分布现象；通过分析脉冲峰值序列的自相关曲线、相位图、功率谱、随机直方图，判定激光器运转在脉冲幅度混沌状态；当泵浦功率功率为10.5 W时，脉冲幅度混沌激光的平均输出功率为814 mW。
Passively Q-switched Pulse amplitude chaos Nd：LaMgAl11O19 disorder crystal Diode-pumped All-solid-state laser 被动调Q 脉冲幅度混沌 Nd：LaMgAl11O19无序晶体 二极管泵浦 全固态激光器
