摘要：针对传导冷却和端面抽运的激光增益模块特点,设计了一台10kW级高功率全固态板条激光放大器实验装置。分析了激光注入功率密度和入射角度等参数对激光放大器提取效率的影响。实验测试了注入功率密度与激光增益模块光-光转换效率的关系,实验结果与理论分析基本吻合。激光放大器实验装置的种子源通过一级预放大器和两级主放大器放大后获得了高功率和高光束质量的激光输出,激光放大器输出功率达为11.3kW,光束质量7.56倍衍射极限,出光时间110s,光-光转换效率达30%。

摘要：本文设计了一种紧凑型端面泵浦电光调Q nd∶yag激光器。为实现激光器整体结构紧凑,以快轴准直后的半导体激光器叠阵(Laser Diode Arrays,LDAs)作为泵浦源。使用焦距分别为40 mm和25 mm的球面镜和柱面镜将泵浦光耦合至nd∶yag晶体内。利用Tracepro软件模拟了晶体入射端面和出射端面的光场分布。在采用Ф6 mm×30 mm、掺杂浓度1. 0at.%nd∶yag晶体作为增益介质时,入射与出射泵浦光斑分别为5 mm(慢轴)×4. 5 mm(快轴)和3 mm(慢轴)×6 mm(快轴),吸收效率为83%。利用Ansys软件模拟了在22℃和60℃条件下nd∶yag激光器壳体在360 s内的温度场动态分布。实验结果表明,本文设计的紧凑型激光器可以实现稳定的脉冲激光输出。在重复频率分别为30 Hz和50 Hz条件下,获得了单脉冲能量为30 mJ和25 mJ的单脉冲输出,对应脉冲宽度分别为18 ns和16 ns,斜效率分别为11. 6%和14. 71%。实验结果表明,本文设计的紧凑型激光器可以实现稳定的脉冲激光输出。

摘要：基于大口径片状nd∶yag介质,采用双色膜技术设计并研制了高效率V形有源镜(AM)激光器。该激光器有四个模块,每个模块包含两片大口径nd∶yag片状介质。实验结果表明,四模块工作时,该激光器的脉冲输出能量为47 J,全系统效率达到了1.2%,斜率效率约1.3%,与理论预期值符合。同时利用该激光器的模块化设计特点,重点研究了单脉冲激光输出与模块数目的定标放大关系。结果表明,激光器的输出能量与模块数目基本呈线性关系,显示出该多模块有源镜激光器的定标放大优势,适合高平均功率运转。

摘要：设计了一套紧凑型高温激光二极管阵列端面泵浦电光调Q nd∶yag激光器.为使激光器整体结构紧凑,以高温激光二极管阵列作为泵源以有效地降低nd∶yag激光器散热压力.利用Ansys软件对高温激光二极管阵列工作时的温度场进行模拟.使用基于K9玻璃材质的导光锥将泵浦光耦合进nd∶yag晶体内.利用Traceproc软件模拟了导光锥前后端面的光场分布.采用5 mm×5 mm×40 mm、掺杂浓度为1.0 at.%的nd∶yag晶体作为增益介质,利用Ansys软件对200μs,250μs泵浦脉宽条件下的晶体内部温度场分布进行模拟并计算了激光器工作时的热透镜焦距.结果表明,本文设计的紧凑型激光器可以实现稳定的脉冲激光输出.在重复频率20 Hz,泵浦源电压脉冲宽度250μs、300μs条件下,获得了单脉冲能量44.1 mJ和50.2 mJ的单脉冲输出,对应脉冲宽度分别为18.3 ns和21.3 ns,斜效率为12.35%和12.24%.

摘要：设计研制了波长为1064 nm的半导体激光器泵浦单频nd∶yag激光振荡及功率放大系统。仿真分析了激光晶体的端面温度分布,采用低掺杂浓度激光晶体和端面键合方式有效改善了晶体棒的端面热效应。激光振荡级采用环形腔内插入法拉第旋光器、偏振片、半波片和声光Q开关的方式,在重复频率25 Hz下获得了能量2.18 mJ、脉冲宽度63.2 ns的单向单频脉冲激光输出。经过一级放大后,最终获得了能量15.85 mJ、脉冲宽度62.7 ns的单频脉冲激光输出。

摘要：设计了一种端面泵浦扭转模腔双频nd∶yag激光器系统,该激光器以偏振分光棱镜作为偏振元件,nd∶yag晶体的两端各放置一个四分之一波片,在垂直于腔轴的平面内旋转其中一个波片,输出连续可调谐双频激光,最大调谐范围为一个激光谐振腔纵模间隔.采用琼斯矩阵进行了理论分析,得出频率分裂量与波片转角成正比关系.实验研究了扭转模腔选模特性、纵模分裂特性和偏振特性.结果表明:两个四分之一波片正交时,激光器输出线偏振单纵模激光,扭转模腔失谐时,单纵模分裂为两个正交的线偏振模,实验获得的最大频率分裂量为3GHz.实验结果与理论分析一致.该连续可调谐双频nd∶yag激光器结构简单,可用于激光干涉测量和微波光电子等领域.

摘要：采用光纤耦合输出激光二极管单端端面抽运nd∶yag晶体,考虑到晶体的热透镜效应,优化设计了四镜折叠环形腔,使抽运光斑的大小和振荡光斑的大小符合模式匹配的要求;在腔内插入偏振片、法拉第旋光器和半波片从而实现激光的单向运转以抑制空间烧孔效应;同时利用偏振片补偿了一定的像散;并在腔内加入标准具,压缩单频激光的线宽,最终实现连续单频1064 nm激光输出。在7 W抽运功率时,输出了2 W的单频激光,斜率效率为37%,单频激光的线宽为50 MHz,M2因子约为1.2。

摘要：报道了一台激光二极管(LD)侧面抽运的高功率连续1338 nm nd∶yag激光器.通过分析nd∶yag的跃迁谱线和相应的受激发射截面的特点,根据多跃迁谱线激光材料波长选择的耦合率条件,合理设计激光棒和腔镜的耦合率参数.激光谱线测量表明,成功抑制了1064 nm和1319 nm波长激光的振荡.以高功率808 nm激光二极管侧面抽运模块为抽运源,采用平-平腔结构,研究了耦合输出率分别为5.3%,7.4%和11%的输出镜的输出情况,比较分析了不同腔长对激光输出的影响.在抽运功率为555 W时,采用5.3%的耦合输出镜和20 cm腔长,获得大于100 W的1338 nm单一波长激光输出,光-光转换效率大于18%,斜率效率为35%,输出光束的M2因子为36.

摘要：介绍了激光二极管(LD)端面泵浦1 064 nm单频nd∶yag激光器的工作原理和结构特点,分析了影响这种固体激光器输出功率稳定性的主要因素,设计并实验研究了一种用于稳定该激光器输出功率的控制方案。该方案在严格控制LD和nd∶yag晶体工作温度的条件下,当单频nd∶yag激光器的输出功率波动时,根据LD输出功率与其注入电流成正比这一变化规律,利用获得的功率误差信号反馈控制LD的注入电流,即可稳定单频nd∶yag激光器的输出功率。实验结果表明:当LD泵浦1 064 nm单频nd∶yag激光器的输出功率约为11.5 mW时,采用所设计的控制系统,可使激光输出功率稳定性在130 min内优于1.3%。

摘要：通过LD端面抽运nd∶yag激光腔镜膜系的合理设计,抑制nd∶yag晶体最强跃迁对应的1064 nm波长和相邻的1319 nm波长的激光振荡,成功实现了1338 nm单波长激光输出。实验中对比了平平和平凹腔型,研究了连续运转和声光调Q模式下的激光输出。连续运转模式时,在12.9 W的抽运功率下,获得了最高3.25 W的1338 nm激光输出;声光调Q模式下,1338 nm激光的平均输出功率和脉冲宽度随着重复频率的减小而下降。在12.9 W的抽运功率下,当声光调Q重复频率从15 k Hz减少到5 k Hz,平均输出功率由2.8 W降低到1.9 W,对应的脉冲峰值功率由1.7 k W升高到5.4 k W。