1 中国科学院合肥物质科学研究院健康与医学技术研究所，安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学，安徽 合肥 230026
对闪光灯泵浦的2.79 μm Er，Cr∶YSGG激光器在高重复频率下的声光调Q输出特性进行了研究。当射频驱动功率为30 W时，LiNbO3声光开关实现了最大的衍射效率和稳定的调Q特性。当重复频率为100 Hz时，实验研究了不同反射率下LiNbO3声光调Q Er，Cr∶YSGG激光器的输出特性，采用平凸谐振腔补偿增益介质中的热透镜效应，明显改善了Er，Cr∶YSGG激光器的调Q输出性能，在平凸腔中能够得到最大的脉冲能量和最短的脉冲宽度。与平平腔相比，平凸腔将激光器的输出能量提高了1.5倍。当重复频率为100 Hz时，激光系统输出的脉冲能量的最大值为4.36 mJ，脉冲宽度的最小值为76.8 ns。
激光器 固体激光器 Er，Cr∶YSGG LiNbO3声光调Q 平凸谐振腔 中国激光
2023, 50(23): 2301015
1 中国科学院空天信息创新研究院激光工程技术研究中心，北京 100094
2 中国科学院大学电子电气与通信工程学院，北京 100049
为实现高重复频率、窄脉冲激光输出，研制了一台声光调Q射频波导CO2激光器。首先，采用矩形波导耦合损耗理论分析了波导耦合效率与全反镜曲率半径、全反镜到波导口距离的关系，获得了波导耦合损耗较小时的优化参数。其次，研究了工作气压与激光输出的关系，以及脉冲拖尾长度与Q开关开启时间的关系。当工作气压为6.5 kPa，Q开关开启时间为0.6 μs时，获得了无拖尾脉冲波形，并分析了峰值功率、平均功率、脉宽等参数随重复频率的变化规律。设计的激光器可实现重复频率1 Hz~100 kHz可调。当Q开关开启时间为0.6 μs、重复频率为1 kHz时，获得的脉冲宽度为108.2 ns，峰值功率为2809.6 W；当重复频率为100 kHz时，脉宽为135.1 ns，峰值功率为257 W。当重复频率为70 kHz时，测得x和y方向上的光束质量因子分别为1.50和1.21。
激光器 波导CO2激光器 高重复频率 窄脉冲宽度 声光调Q 中国激光
2023, 50(22): 2201008
杨天利 1,2,3杨晶 1,2,4,*周王哲 1,2,3李雪鹏 1,2,4[ ... ]彭钦军 1,2,4
1 中国科学院 理化技术研究所 固体激光重点实验室，北京 100190
2 中国科学院 理化技术研究所 功能晶体与激光技术重点实验室，北京 100190
3 中国科学院大学，北京 100049
4 齐鲁中科光物理与工程技术研究院，济南 250000
高功率、高重复频率纳秒脉冲激光广泛应用于激光切割、激光焊接等领域。随着激光重复频率的提升，特别是高于50 kHz时，单个周期有限的时间内难以积累足够的上能级粒子，调Q脉冲的稳定性成为了激光器设计的难点。当前主要采用主振荡器的功率放大器（MOPA）方案，直接振荡获得兼具高功率、高重复频率及高光束质量的纳秒脉冲激光还比较困难。通过对激光动力学过程的仿真模拟，定量分析了高重复频率调Q过程中脉冲强度稳定性与泵浦速率的关系，并利用负透镜使振荡器工作在具有较大基模体积的热近非稳区，实现了Nd:YAG声光调Q激光振荡器在高重复频率、高功率、高光束质量三方面的均衡设计。首次利用侧泵模块实现了100 kHz高功率高光束质量纳秒脉冲激光的直接振荡产生，脉冲强度的离散系数仅为0.041，激光输出功率超过142 W，脉冲宽度为165 ns，光束质量因子M2为1.5。
激光振荡器 高重复频率 声光调Q 纳秒 高光束质量 laser oscillator high repetition rate acousto-optic Q-switched nanosecond high beam quality 强激光与粒子束
2023, 35(7): 071006
山东大学新一代半导体材料研究院, 山东大学晶体材料国家重点实验室, 济南
报道了脉冲半导体激光器侧面泵浦Nd:YAG同步声光调Q纳秒激光器。采用连续输出50 W的Nd:YAG侧面泵浦模块, 当半导体激光器泵浦脉宽250 μm、重复频率1 kHz、声光Q开关延时270 μm时, 实现了平均输出功率2.27 W、脉冲宽度71 ns的稳定调Q脉冲输出。
侧面泵浦 声光调Q 同步调制 side-pump acoustic-optic Q-switched synchronous modulation
暨南大学理工学院光电工程系广东省晶体材料与激光技术及应用工程技术研究中心光纤传感与通信技术广东省重点实验室，广东 广州 510632
采用波长锁定的窄线宽880 nm激光二极管（LD）作为泵浦源，通过单块Nd∶YLF晶体实现了稳定、高效的1314 nm激光输出。当入射泵浦功率为70 W时，得到了20.4 W的连续激光输出，光光转换效率为29.1%，光束质量因子为和，连续测量1 h的功率稳定性（均方根值）优于0.1%。进一步，通过在谐振腔内插入声光调制器，实现了主动调Q运转。当重复频率为20 kHz时，获得的最大平均输出功率为16.5 W，脉冲宽度为433 ns；当重复频率为1 kHz时，获得的最高单脉冲能量为9.8 mJ，脉冲宽度为119 ns。在调Q激光输出功率最高时，测量1 h的功率稳定性（均方根值）为1.2%。
1 长春新产业光电技术有限公司，吉林 长春 130103
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
报道了全固态脉冲运转腔外四倍频289.9 nm紫外激光器。首先，基于Nd∶KGW晶体的受激拉曼散射机制，以Nd∶YVO4晶体作为增益介质，结合声光调Q技术，研制了一台1159.31 nm红外拉曼激光器。当二极管阵列的总抽运功率为20 W时，1159.31 nm激光的输出功率为983 mW，脉宽为13.5 ns。依次利用Ⅰ类相位匹配偏硼酸锂(LBO)和偏硼酸钡(BBO)晶体进行腔外二倍频和四倍频，实现了平均功率为108 mW的289.9 nm紫外激光输出，重复频率为10 kHz，脉冲宽度为8 ns，峰值功率为1.35 kW，四倍频转化效率为11%。测量了紫外激光的输出光斑，分析了平均功率随脉冲频率的变化关系。
激光器 二极管抽运激光器 拉曼激光器 紫外激光 声光调Q
1 长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室，吉林 长春 130022
2 海南师范大学物理与电子工程学院海南省激光技术与光电功能材料重点实验室，海南 海口 571158
3 长春新产业光电技术有限公司，吉林 长春 130103
采用三镜折叠V型谐振腔、声光调Q技术和三硼酸锂(LBO)晶体，对二极管端面抽运Nd∶YVO4的914 nm基频光进行腔内倍频，实现了457 nm激光输出，利用I类相位匹配偏硼酸钡(BBO)晶体对457 nm蓝光进行腔外倍频，获得了228.5 nm深紫外激光。当抽运功率为17 W时，获得了平均功率为10 mW的228.5 nm深紫外激光输出，脉冲宽度为64.26 ns，重复频率为10 kHz。2 h内的激光输出稳定度为±2%。
激光器 全固态激光器 声光调Q技术 深紫外激光 228.5 nm 激光
为了研究LD抽运的Nd∶YVO4的声光Q开关的射频功率对衍射效率、漏光功率与门信号开启后激光输出脉冲序列的时间特性的影响, 通过调节施加在Q开关上的射频功率, 取得了漏光与激光脉冲上升时间随之变化的趋势并加以分析。结果表明, 在射频功率增大到4.4 W时, 漏光完全消失; 在射频功率位于2W~3 W之间时, 漏光功率在500mW以下, 且激光脉冲上升时间是到达第一阈值所用时间的60%~70%; 得到了既顾及门信号开启后激光输出脉冲序列的上升时间、又尽可能在Q开关处于hold-off状态时保持低的激光漏光功率的驱动射频信号的功率范围。该研究结果对构建适用于可快速开启的、热效应较为严重的声光调Q固体激光器具有较好的参考价值。
激光技术 声光调Q 固体激光器 漏光 门信号 射频功率 laser technique acousto-optic Q-switching solid-state laser light leakage gate signal power of radio frequency
1 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光传输与探测技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
3 中国科学院上海光学精密机械研究所航天激光工程研究室, 上海 201800
针对基于航空和航天平台的激光雷达对2 μm波段激光源的特殊需求,设计一种声光调Q、传导冷却(Tm, Ho)∶YLF晶体和波长为2051 nm的激光器。在4腔镜8字形环形谐振腔结构中,采用自主设计的侧面抽运楔形镜波导光学耦合系统实现均匀抽运(Tm, Ho)∶YLF晶体,从而实现高光束质量、百纳秒脉宽和2051 nm波长的调Q脉冲激光的稳定输出。当激光器的输出重复频率为1 Hz时,最高单脉冲能量达到141 mJ,脉冲宽度约为103 ns,此时光-光转换效率达到4.3%,实验测得光束质量因子在x和y方向上分别为1.22和1.08。
激光器 侧面抽运 (Tm Ho)∶YLF晶体; 声光调Q 楔形镜耦合系统 中国激光
2021, 48(13): 1301005
