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激光二极管泵浦Cr~(4+):YAG被动调Q的Nd~(3+):YAG微片式激光器

激光二极管泵浦被动调Q微激光器是一种可以实现短脉冲(ps到ns数量级)、高的峰值功率(KW级)、高重复频率(KHz数量级以上)的脉冲激光输出的全固化微型激光器。这种激光器具有效率高、体积小、微型化、性能稳定、寿命长等优点,在诸如激光雷达、舰船导航、机器人视觉系统、生物医学、微细加工、环境监测等领域,有重要的潜在应用价值。研究报告围绕激光二极管泵浦饱和吸收晶体Cr~(4+):YAG被动调Q的Nd~(3+):YAG固态整体微片式激光器的系统设计与性能优化,在饱和吸收晶体Cr~(4+):YAG的制备与吸收光谱性能测试分析以及微腔式激光器的输出性能理论计算方面开展工作。对液相外延YAG晶体的熔体进行Cr_2O_3和CaO掺杂,在未掺杂的YAG衬底上获得了Cr~(4+):YAG晶体外延层。通过光谱与吸收性的测试分析表明:生长得到的Cr~(4+):YAG晶体外延层已具有饱和吸收性能;在Cr~(4+):YAG晶体外延层除Cr~(3+),和Cr  (本文共112页) 本文目录 | 阅读全文>>

《强激光与粒子束》2008年03期
强激光与粒子束

LD预泵浦条件与Cr~(4+),Nd~(3+):YAG微片激光器的输出特性

激光调Q技术通常分为主动调Q和被动调Q两种。被动调Q激光器结构简单,价格便宜,但对激光脉冲序列的重复频率不可控[1-8]。对于波长为1.06μm的固体激光器,将Cr4+:YAG晶体作为被动调Q器件,有稳定耐用、热导性好和饱和光强小等优点。将Cr4+离子直接掺入Nd3+:YAG晶体中便可以生成结构更简单、阈值更低、线宽更窄的Cr4+,Nd3+:YAG晶体。Zhou等人首次利用脉冲泵浦Cr4+,Nd3+:YAG晶体获得了重复频率为500 Hz的1.06μm激光脉冲输出[2]。Dong等人对于连续泵浦的Cr4+,Nd3+:YAG激光器的被动调Q激光脉冲峰值功率、重复频率以及半高全宽等参量在实验和理论上都做了分析,深入研究了激光脉冲时间特性与连续泵浦速率、输出镜的反射率和Nd3+离子掺杂数密度等的关系[3-4]。陈军等人利用在连续泵浦时叠加脉冲泵浦的技术,实现了对Cr4+,Nd3+:YAG微片激光器脉冲重复频率的可控输出[5-6];在此...  (本文共6页) 阅读全文>>

《光学学报》2003年04期
光学学报

激光二极管端面连续抽运的Cr~(4+)∶Nd~(3+)∶YAG微片激光器输出特性研究

1 引  言Cr4 + ∶YAG晶体常被应用于被动调Q ,在激光二极管抽运的Nd∶YAG固体激光器的激光晶体中掺入Cr4 + 粒子可以获得高重复频率和窄脉宽的激光脉冲输出 ,有着非常广阔的应用前景。因此近年来有很多这方面的实验报道[1,2 ] 和理论研究[3~ 5] 。其中 ,Cr4 + 、Nd3+ 双掺的钇铝石榴石 (YAG)微片激光器因采用了更短的晶体长度和晶体表面直接镀膜形成谐振腔等技术能进一步缩小激光器尺寸和简化固体激光器的设计 ,因而具有衍射损耗较小和调试简单等优点。在本实验中 ,通过在6mm× 1.1mm的Cr4 + 、Nd3+ 双掺的YAG晶体两端面镀上高反介质膜的方法形成一个法布里珀罗激光谐振腔 ,在连续及脉冲不同抽运功率下获得了脉宽为 6ns、平均功率为 5~ 18mW和重复频率 1~ 10kHz的稳定自调Q脉冲序列输出。并通过速率方程组对调Q输出脉冲的主要性能参量进行了理论分析。2 实验装置实验装置如图 1...  (本文共4页) 阅读全文>>

山东师范大学
山东师范大学

Nd:YLF晶体特性及全固态激光器研究

激光二极管泵浦的全固态激光器因具有效率高、结构紧凑、寿命长、光束质量好等优点,在材料加工、军事、医疗和科研等领域得到广泛的应用,成为目前激光领域的研究热点。激光晶体增益介质是激光器的核心部件,它的光谱和物理特性决定了激光器系统的整体设计和输出特性。在众多激光晶体中,掺钕离子的氟化钇锂(Nd:YiLF_4 , Nd:YLF)晶体因其特有的激光特性而赢得了重要的地位。它优良的激光特性主要表现在:(1)1.053μm的激光波长与磷酸玻璃和氟磷酸玻璃的增益峰值非常匹配,使它在巨大能量(功率)玻璃放大链主振荡功率放大(MOPA)、预放和一级放大中得以充分应用;(2)480μs的上能级寿命使它的储能性分别高出Nd:YAG和Nd:YVO4两倍和五倍,同时它的发射截面与上能级寿命乘积因子与Nd:YAG相当,可广泛用于低阈值的全固态微片激光器;(3)具有很好的偏振特性,它的自然双折射远大于热致双折射,抑制了热退偏效应,在大功率泵浦情况下可获得稳定...  (本文共120页) 本文目录 | 阅读全文>>

山东大学
山东大学

全固化短脉冲调Q、锁模激光特性研究

半导体泵浦的全固化短脉冲激光器由于结构简单、效率高、热效应小、稳定性高、寿命长、光束质量高、工作介质覆盖的波段范围广及运转方式多样化等优点,在空间通讯、光显示、光互联、光信息处理、激光加工、激光医疗和军事武器装备等领域均有广泛的应用前景,引起人们极大的关注。本论文采用光纤耦合输出的半导体激光器作泵浦源,用Nd:YVO_4、Nd:GdVO_4和Cr~(4+):Nd~(3+):YAG晶体作激光工作物质,利用声光开关、饱和吸收体Cr~(4+):YAG和GaAs分别作为腔内调制元件,研究了主动和被动调Q激光的脉冲输出特性;利用声光—Cr~(4+):YAG组合、声光—GaAs组合以及Cr~(4+):YAG—GaAs组合研究了主被动双调Q和双被动调Q激光的脉冲输出特性;利用周期极化KTP(PPKTP)晶体作为腔内倍频晶体研究了准相位匹配绿光激光器连续及调Q运转特性;利用Cr~(4+):YAG和GaAs饱和吸收体作为腔内锁模元件,分别实现了调...  (本文共168页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

光纤相位共轭技术的理论与实验研究

为了改善高重复频率、窄脉冲的高功率DPL激光系统中由严重的热效应所降低的光束质量,采用光纤相位共轭器是可行的技术方法之一,并符合现代激光系统设计全固化和小型化的思想。而对光纤相位共轭器而言,关键问题是如何突破SBS反射率低于60%的瓶颈,并应用到重复频率大于100Hz、脉冲窄于30ns的激光系统中获得较高的稳定性和较好的相位共轭效果。为此,本文第二章在分析了多模石英光纤作为相位共轭介质和其它介质的异同的基础上,首次为光纤相位共轭器建立了多纵模激光泵浦下的受激布里渊散射(SBS)理论模型。成功解释了激光线宽、纵模间隔与数目对光纤中SBS过程的影响,并通过数值计算分析了SBS阈值、反射率、相对稳定性、保真度等性能参数随着注入激光能量、脉宽以及光纤长度、芯径的变化趋势。第三章在重复频率100Hz、脉宽15~47ns可调的DPL系统中,实验研究了不同芯径、长度的光纤在不同能量、脉宽的激光泵浦下SBS阈值、反射率等性能参数等变化趋势,实验...  (本文共141页) 本文目录 | 阅读全文>>