LD泵浦6_8W连续Nd_YVO_4_LBO671nm红光激光器

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LD侧泵Nd:YAG声光调Q激光器输出特性的实验研究

LD侧泵Nd：YAG声光调Q激光器输出特性的实验研究邬家成;沈慧娟【摘要】为了进一步提高激光器的输出特性和优化器件结构,对LD侧泵Nd:YAG声光调Q激光器进行了实验,并对实验结果做出分析.研究了谐振腔腔长、泵浦电流、输出镜反射率以及重复频率等因素对输出激光的脉宽和平均输出功率的影响.实验结果表明:提高泵浦电流、增加输出镜反射率和缩短腔长能够使脉宽变窄;输出镜反射率存在最佳值,使平均输出功率达到最大;提高重复频率使脉宽变宽、增加平均输出功率;泵浦电流、输出镜反射率和腔长的变化对脉宽的影响程度因重复频率的变化而不同,在重频较高时对脉宽的影响比重频较低时更为明显.【期刊名称】《通化师范学院学报》【年(卷),期】2018(039)010【总页数】4页(P37-40)【关键词】激光技术;声光调Q;脉宽;重复频率【作者】邬家成;沈慧娟【作者单位】安徽中医药大学医药信息工程学院安徽合肥230012;【正文语种】中文【中图分类】TN248激光二极管（LD）泵浦的固体激光器具有效率高、光束质量好、结构紧凑、性能稳定和寿命长等优点［1］，采用多向对称分布的大功率激光二极管阵列进行侧面抽运，对于泵浦耦合和均匀散热提供较大的表面面积，可显著提高抽运功率，实现大功率输出.利用LD的泵浦Nd：YAG声光调Q激光器可获得高重复频率、窄脉宽和高峰值功率的激光脉冲，在激光雷达、激光通信、激光医疗和激光打标等领域得到广泛的应用［2-7］.本文利用声光Q开关对LD侧面泵浦Nd：YAG激光模块输出的连续激光进行调Q实验，主要研究了激光器谐振腔腔长、泵浦电流、输出镜反射率以及重复频率等因素对输出激光的脉宽和平均输出功率的影响，并对实验结果做出了分析，对LD侧泵Nd：YAG声光调Q激光器的设计优化具有一定的参考意义.1 实验装置实验装置如图1所示，激光器采用平—平腔结构，M1、M2分别为激光器的全反镜和输出镜；Nd：YAG激光模块采用的是北京国科激光技术公司的GKPMY-50A2，利用激光二极管进行侧面泵浦，最大泵浦功率为180W，其光-光转换效率约为30%，YAG晶体棒规格Ф3×67mm；声光Q开关为中电26所生产的QSGSU-5/Q，射频频率27MHz，关断功率 50W，调制频率 1～50kHz，对1.06μm波长光的衍射效率大于50%.输出脉冲的平均功率和脉冲信号波形分别用LI-P激光功率计和美国Tektronix公司生产的500MHz数字式TDS3054B四通道彩色示波器进行测量，探测器为德国生产的InGaAs光电探测器.图1 实验装置示意图2 实验结果2.1 腔长对脉宽和平均功率的影响图2、图3分别为泵浦电流I为25A，输出镜反射率R为84%，不同腔长L时脉宽t和平均功率P与调Q重复频率 f之间的关系.图2 不同腔长L时脉宽t与重复频率 f之间的关系图3 不同腔长L时平均功率P与重复频率 f之间的关系从图2可以看出腔长对脉宽影响较大，腔长越长脉宽越宽；在重频较高时，改变腔长对脉宽的影响比重频较低时脉宽受腔长的影响更为明显.因此，缩短腔长有利于获取窄脉冲，在重频为5kHz，腔长为21.5cm时，可得到脉宽为45ns的激光脉冲.从图3可知腔长越短平均功率越大.在重频较高时，改变腔长对平均功率的影响比重频较低时平均功率受腔长的影响更为明显.因此，缩短腔长有利于获取高平均功率.在重频为50kHz，腔长为21.5cm时，可得到平均功率为40W的激光脉冲.2.2 泵浦电流对脉宽的影响图4为腔长L为30cm，输出镜反射率R为92.4%，不同重复频率 f时脉宽t与泵浦电流I之间的关系.图4 不同重复频率 f时脉冲宽度t与泵浦电流I之间的关系从图4可以看出随着泵浦电流I的增加，脉宽不断减小；在泵浦电流较低时增加泵浦电流，脉宽变化较为明显，随着I的增加，脉宽的变化逐渐变小；在重频 f较高时，泵浦电流的变化对脉宽的影响比重频较低时更为明显.在重频为5kHz，泵浦电流I为28A时，得到脉宽为35.59ns的激光脉冲，如图5所示，此时平均输出功率为12.1W，则脉冲能量为2.42mJ，峰值功率为67.96kW.图5 脉冲波形图2.3 输出镜反射率及重复频率对脉宽和平均功率的影响图6 、图7分别为腔长L为30cm，泵浦电流I为28A，不同输出镜反射率R时脉宽t和平均输出功率P与重复频率 f之间的关系.图6 不同输出镜反射率R时脉冲宽度t与重复频率f之间的关系图7 不同输出镜反射率R时平均功率P与重复频率 f之间的关系由图6可知，输出镜反射率R对脉宽具有较大影响，R增大时脉宽t变窄；并且在重复频率f较高时，R的变化对t的影响比 f较低时的影响更大.由图7可知，输出镜反射率R对平均输出功率P的影响很大，R为84%时平均功率较大.由图6、图7可以看出，随着重复频率 f的增大，会使脉宽t变宽、平均功率P增大；当f大于35kHz时，P变化很缓慢，接近于静态连续输出功率，在R为84%，激光器静态连续输出功率为41.1W，进行声光调Q后 f为50kHz时的平均功率测得为39.6W，其动静比为0.962.3 结果分析根据调Q激光器的基本理论可推出，在调Q重复频率为 f时，激光器的平均输出功率P、单脉冲能量E和脉宽t可分别表示为［8］：式中，R为输出镜反射率；L为激光器谐振腔长度；hν为光子能量；V为腔内光子的模体积；σ受激发射截面；γ为增益介质粒子数反转因子（对于四能级系统，γ取1）；τc为腔内光子寿命；ni、nt和nf分别为初始反转粒子数密度、阈值反转粒子数密度和剩余反转粒子数密度.3.1 腔长对脉宽和平均功率的影响由（1）式知，脉宽t正比于腔内光子寿命τc，又因为为有效腔长，δ为腔内损耗，c为光速），所以假设初始反转粒子数密度ni、阈值反转粒子数密度nt和剩余反转粒子数密度nf都不变，当腔长L增加时，脉宽变宽；由（2）式知，增加腔长L 会使平均输出功率P降低.3.2 泵浦电流对脉宽的影响当泵浦电流提高时，抽运速率随之增大，使得上能级初始反转粒子数密度ni增加，而抽运速率的变化对剩余反转粒子数密度nf影响较小，对阈值反转粒子数密度nt 没有影响，因此，提高泵浦电流会增加ni/nt值.由（3）式知，脉宽t反比于ni/nt值，泵浦电流的提高会使脉宽变窄.3.3 输出镜反射率及重复频率对脉宽和平均功率的影响增加输出镜反射率R会使腔内损耗降低，使初始反转粒子数密度ni增加，ni/nt值和ni/nf值增大，因此R增大时脉宽t变窄.由（2）式知，R的增加一方面能使ni/nf值增大，增加腔内储能，使平均功率P得到提高，另一方面，又因透过率减小而使P变小，因此，在R增加的过程中，R存在一最佳值使P达到最大值.对于调Q激光器，其最佳输出镜反射率是根据腔内增益和损耗进行选取的，一般脉冲抽运的固体激光器，其输出镜反射率最佳值在30%～50%之间［9］，而连续抽运固体激光器的输出镜反射率最佳值在80%～98%之间［10］.本文中 R 为84%时平均功率较大，这与理论值基本符合.提高重复频率 f会使脉冲之间的时间间隔变小，使上能级反转粒子数的积累时间减小，降低了上能级积累的反转粒子数，使ni/nt值减小，因此脉宽不断增加；但脉冲之间的时间间隔变小会减少因自发辐射跃迁而损耗的反转粒子数，所以平均功率得到提高.从图2、图4、图6还可以看出，随着重复频率f的不断增加，腔长L、泵浦功率（泵浦电流I）和输出镜反射率R对脉宽t的影响会不断增加.因为 f较小时，脉冲之间的时间间隔较大，上能级积累的反转粒子数较多，因L与R变化而改变的阈值反转粒子数nt和I变化而改变的初始反转粒子数ni占上能级总的反转粒子数的比例较小，对ni/nt值的影响较小，进而对脉宽t的影响较小；而当 f较大时，脉冲之间的时间间隔较较小，上能级积累的反转粒子数较少，因L、I和R变化而改变的反转粒子数占上能级总的反转粒子数的比例较大，增加了对ni/nt值的影响，因此对脉宽t的影响变大.相比于LD端泵声光调Q激光器，LD侧泵声光调Q的激光光束直径较大，脉冲脉宽较宽，但侧泵的抽运速率大、输出功率大，可通过准直、聚焦透镜压缩光束直径，以减小调Q开关超声波在声光介质中的渡越时间，可进一步减小脉宽，容易实现窄脉冲、高峰值功率的高重频激光.4 结论对LD侧泵Nd：YAG声光调Q激光器进行了实验研究，实验结果表明：提高泵浦电流、增加输出镜反射率和缩短腔长都能够使脉宽变窄；输出镜反射率存在最佳值使平均输出功率达到最大；增加调Q重复频率会使脉宽变宽、平均输出功率得到提高；泵浦电流、输出镜反射率和腔长的变化对脉宽的影响程度因重复频率的变化而不同，在重频较高时对脉宽的影响比重频较低时更为明显.参考文献：【相关文献】［1］王旭.LD泵浦的Yb：YAG薄片激光器特性研究［D］.北京：中国科学院大学（中国科学院西安光学精密机械研究所），2016.［2］黄雪松.LD泵浦Nd：YAG/Cr～（4+）：YAG被动调Q微型激光器研究［D］.北京：北京工业大学，2016.［3］余锦，张雪，刘洋，等.LD泵浦高功率高斜效率Nd：YVO4声光调Q激光器［J］.强激光与粒子束，2011，23（2）：285-289.［4］杨策，李业秋，吴杰，等.全固态声光调Q激光器重频对能量转换的影响［J］.沈阳理工大学学报，2013，32（5）：91-94.［5］董小龙，付喜宏，高兰兰，等.LD抽运声光调Q1064nm窄脉宽激光器［J］.激光与光电子学进展，2014，51（9）：135-139.［6］吴权.LD泵浦Nd：YVO4/Cr4+：YAG被动调Q激光器腔型优化及理论实验研究［D］.北京：中国科学院大学，2013.［7］安汝德.预泵浦Cr，Nd：YAG双频微片激光器研究［D］.杭州：杭州电子科技大学，2013. ［8］KoechnerW.固体激光工程［M］.北京：科学出版社，2002.［9］巨养锋，阮双琛，龙井华.固体脉冲激光器输出镜最佳反射率的普遍表达式［J］.大气与环境光学学报，2002，15（4）：15-16.［10］井旭.355nm固体脉冲激光泵浦硝酸钡晶体拉曼特性研究［D］.长春：长春理工大学，2010.。

LD端面泵浦的高输出单频Nd：YVO4绿光激光器

ＨＡ（）Ｅｒｊａ。ＴＡＮｉｎ，．，ＡＯｉ— ｕｎ， — ｎ。，ｕＨｕ— ｇＩＩＴｅ～ＭＩｍｉＪｅｇａｇ～ＦＵ — ｏｇ～，ＡＮｎ — ｈｎＸｉｎＱＩｈＬｏｇｓｅｇ
（．ｈｎｃｕｎｔｕｅｏｐｉ，ｉｅｅｈｎｃａｄＰｙｉｓＣｉｅｅａｅｆＳｉｃｓ１ＣａｇｈｎＩｓｔｔｆＯｔｓＦｎｃａｉｓｎｈｓ，ｈｎｓｄｍｙｏｃｅｅ．ｉｃＭｃＡｃｎＣａｇｈｎ１０２，ｈｎ；．ｒｄａｅｃｏｌｆｔｅＣｉｅｅＡｃｄｍｙｏｃｅｃｓＢｉｉｇ１０３）ｈｎｃｕ３０２Ｃｉａ２ＧａｕｔＳｈｏｈｎｓａｅｆＳｉｎｅ，ｅｎ００９ｏｈｊ
维普资讯
第１４卷第４期
２００６年８月光学精密 Nhomakorabea工程
ＯｐｔｃｎｄＰｒｃｓｏｎＥｎｎｅｉｇｉｓａｅｉｉｇｉｅｒｎ
Ｖｏ．１Ｎｏ４１４．
Ａｕｇ．２０６０
文章编号
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ａｒｑｅｃ —ｔｂｌｙａｄｉｔａａｉｙｆｅｕｎｙｄｕｌｄｒｎｆｅｕｎｙｓａｉｔｎｎｒｃｖｔｒｑｅｃ — ｏｂｅｉｇＮｄ：ＹＶＯ４ＫＴＰｌｓｒｅｄｉ／ａｅｎ —
．
ｅｆｃｅｃｒｍｉｈｏｌｈｓ１．．Ａｌｏ，ａｓｖｌｓｔｈｄｓｎｌ—ｒｑｅｃａｅｎｌｓｒｆｉｉｎｙｆｏｌｔｔｉｔｉ２２ｇｇｓａｐｓｉｅｙＱ—ｗｉｃｅｉｇｅｆｅｕｎｙｌｓｒｉａｅ

低噪声671nm红光激光器

低噪声６ｎ红光激光器７ｍ１
付林李，斌
（．１中山职业技术学院电子信息工程系，广东中山５８０２天津大学精密仪器与光电子工程学院，２４４；．天津３０７）００２
摘
要：绍了一种在腔内插入全波片实现６１ＢＩ光低噪声稳定运转的方法。该方法利用介７Ｉ激Ｔ
式中，为偏振器对有损耗的偏振方向光的单程强
图３低噪声激光器实验装置图
Ｆｇ３ｔｅｓｔｐｏｗ— ｏｓａｅｉ．ｈｅｕｆｌｎｉｅｌｓｒｏ
度透过率；＝４ＡＬＡ为腔内双折射滤光片中的￣ｎ／双折射晶体引起的光场往返位相差；ｎ为双折射晶Ａ体的双折射率之差；Ｌ为双折射晶体的几何长度；Ａ为基频光波长，由此可得到光场的往返透过率为Ａ（Ｓ分别表示平行和垂直于入射面的偏振方ｐ，
第４２卷第６期
２１０２年６月
激光与红外
ＩｓＲ＆ＩＦＡＥＮＲＡＲＥＤ
Ｖｏ．２，ｏ６１４Ｎ．
Ｊｎ２２ｕｅ，０１
文章编号：０１５７（０２０－６２０１０－０８２１）６０４－４
・
激光器技术・
Ｆｇ１ｔｅｓｔｐｏｏｎｉｅｌｓｒｉ．ｈｅｕｆｌｗｏｓａｅ
其中布氏片ＢＰ的起偏方向与ＫＰ的光轴夹角Ｔ为４。但该方法只适用于 Ⅱ类临界位相匹配情况。５，由于ＬＯｌ类临界位相匹配的有效非线性系数很ＢＩ小，会严重影响倍频效率，ＬＯ的Ｉ临界相位而Ｂ类匹配有效非线性系数较大，这时ＬＯ又不能起到但Ｂ

LD连续和脉冲抽运的Nd:YAG腔内倍频蓝光激光器

LD连续和脉冲抽运的Nd：YAG腔内倍频蓝光激光器韩磊;王加贤【期刊名称】《激光杂志》【年(卷),期】2010()2【摘要】在激光二极管连续抽运的Nd:YAG激光器中,分别采用BIBO和LBO晶体对946nm激光进行腔内倍频,获得473 nm蓝光输出。

抽运功率9.5 W时,BIBO 晶体倍频输出功率为508mW,转换效率5.35%:LBO晶体倍频输出功率为441 mW,转换效率4.64%。

LBO倍频的转换效率小于BIBO,但输出蓝光的光束空间质量较好。

在LD脉冲抽运和LBO晶体腔内倍频的Nd:YAG激光器中,研究了抽运脉冲的调制频率和占空比与蓝光输出功率的关系。

当抽运功率9W,脉冲调制频率100Hz、占空比60%时,得到最大的蓝光输出功率465mW,比相同功率连续抽运提高87mW。

结果表明,LD脉冲抽运能有效降低Nd:YAG晶体的热效应影响,提高激光器输出功率。

【总页数】2页(P1-2)【关键词】蓝光激光器;激光二极管抽运;腔内倍频;热效应;调制频率【作者】韩磊;王加贤【作者单位】华侨大学信息科学与工程学院【正文语种】中文【中图分类】TN248.13【相关文献】1.LD抽运Nd:YAG/KTP腔内倍频16W连续波绿光激光器 [J], 戴厚梅;白晋涛2.LD抽运Nd:YAG/KTP腔内倍频连续绿光激光器实验研究 [J], 沈洪斌;刘秉琦;李刚;国涛;黄富瑜3.紧凑型LD端面抽运Nd:YAG内腔三倍频准连续355 nm紫外激光器 [J], 刘欢;巩马理4.LD抽运的946nm Nd:YAG激光器及其腔内倍频 [J], 刘伟仁;霍玉晶;何淑芳5.LD抽运Nd:YAG/KTP腔内倍频连续波1.2W红光激光器 [J], 周佳凝;温午麒;周睿;丁欣;赵士勇;牛燕雄;王鹏;姚建铨因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

LD泵浦高功率高斜效率Nd：YVO4声光调Q激光器

摘
要：报道了采用激光二极管（Ｄ端面泵浦ＮｄＹ双端键合晶体高平均功率高斜效率１０４ｒＬ）：ＶＯ６ｉｍ
声光调Ｑ激光器。通过对大功率泵浦情况下激光晶体热透镜效应进行分析和估算，化了模式匹配及热稳腔优
第２３卷第２期
２１０１年２月
强激光与粒子束
ＨＩＨＰＯＷＥＲＬＡＳＥＲＡＮＤＰＡＲＴＩＧＣＬＥＢＥＡＭＳ
Ｖｏ１２．３，ＮＯ．２Ｆｅｂ．，２１０１
文章编号：１０ — ３２２１０ — ２５００１４２（０１）２０８ — ５
３．；重复频率为１Ｈｚ２４在０ｋ时单脉冲能量０２６ｍ，值功率１ｗ［。杜晨林等在重复频率为７Ｈｚ．８Ｊ峰３ｋ４］０ｋ
时实现平均功率６４，光运转光一转换效率为３．，效率为３．；０ｋ．５Ｗ激光４９斜７３１Ｈｚ下单脉冲能量为２３１
结构参数，现了稳定的高功率高斜效率准连续脉冲激光输出。在泵浦功率４．、高重复频率５Ｈｚ实６８ｗ最０ｋ
下，得最大平均输出功率１．，光转换效率为３．，效率达７．，冲宽度５．ｓ在最低重复获７６Ｗ光一７６斜０１脉１３ｎ；

Ld泵浦Nd：YV04固体激光器光斑尺寸的测量

Ld 泵浦Nd ：YV04固体激光器光斑尺寸的测量一，实验目的：1，了解基模激光束的传播特性及其横侧面光强的高斯分布特性2，掌握刀口法逐点测量光斑尺寸的原理方法3，掌握激光基模判断方法及其数据拟合方法二．实验原理在许多应用激光的场合希望激光光斑的光强分布是均匀的，但是实际的光强分布是不均匀的，在各种不同光强分布形式中，基横模的光强分布不均匀性是最小的，因此需要激光器工作在基横模状态，激光是现代光学的重要组成成分，让学生掌握研究激光基横模的实验原理和研究方法是非常必要的，过去研究激光的基横模是用扫描法，本文介绍一种称为刀口法的实验方法，这种方法能够验证激光机横模的光强分布是高斯分布，能够方便的测定光斑的大小。

激光束基横模的光强分布是高斯分布，在垂直于z 周德xy 平面上的光强分布I(x,y)为2202222()(,)exp[]P x y I x y W W π+=- 光斑半功率直径由上式可得：121.1774D W ==未被刀口挡住而通过的光功率P 有误差函数表示为：0(,))2P P I x y dxdy erfc ==⎰⎰ 由以上各式可得： 22220(,)1exp()2I x y x y P πσσ+=- 2220(,)exp()I x y x y P σ+=-012P erfc P = 其中2W σ=是数理统计中的标准偏差三．实验装置工作波长为532nm 的机横模激光器，装有刀口的螺旋测微器，装有光功率计的硅光电探测器四，实验内容1，调好光路，使LD 泵浦KTP 倍频Nd ：YVO4固体激光器稳定输出532nm 的绿光2，将刀口位于激光光斑边缘位置，并将功率计至于刀口后面来测量未被刀口挡住的激光功率。

3，测量此时的激光的输出功率P04，缓慢旋转螺旋测微仪，推进刀口，每0.04mm测一对应的激光功率P，记录下来5，重复4，直到光斑全部被刀口挡住，即功率计显示为0，由此建立P-x曲线6，数据拟合及处理得出光斑尺寸及机横模的判断结果实验数据：第二组：（注：想尽大量办法都没办法找到或编辑erfc（）函数，所以没有拟合数据，望谅解）测量两组数据是为了使得结果更精确实验感想：这次实验最大的特点是数据很多，一共测两次，每次的数据有250组数据以上，而且所拟合的函数erfc（）很难找，拟合时的难度也比较大，而其他的如实验步骤倒是很清晰简单，不过在实验时也遇到了一些小问题，如在光功率读数比较大时读数很不稳定，所以此时所读的数基本上都是估读的，不过当光功率比较小时，读数就稳定多了。

LD侧面泵浦倍频NdGdVO4全固态激光器

LBO 晶体折射率及走离角和互作用角的计算
LBO 的光学特性
4.2:相位匹配
相位匹配分为两种匹配，即角度相位匹配和温度相位匹配。角度相位匹配也称为临界相位匹配，通过改变晶体表面光波入射角来实现的。在这种情况下，仅使基频光和倍频光相位一致并不意味着二者的光线方向（能流方向）一致。此技术缺点是出现走离角，光斑质量不好，但是系统简单。温度相位匹配又称非临界相位匹配，通过改变晶体温度的技术来改变晶体折射率，从而达到相位匹配，但是并非所有的非线性晶体都能实现温度匹配的，只有某些铁电晶体的折射率的双折射量和色散量均对晶体温度较敏感，有函数关系，利用此技术就可以实现相位匹配。而且可以消除走离角效应的影响，对晶体匹配的角度及入射角要求低，但是系统复杂。非线性光学晶体分为单轴晶体和双轴晶体，它们的相位匹配方式有所不同，根据基波的偏振态可以把相位匹配方式分为平行相位匹配和正交相位匹配，即通常所说的Ⅰ类匹配方式和Ⅱ类匹配方式
V
4
电光调Q的调制电压影响输出激光的脉宽,1/4波电压如果过高, 则退压过程所需的时间就越长, 脉冲就容易展宽; 如果1/ 4波电压如果过低,则光路不能完全锁死, 出现漏光现象。在静态输出条件下,采用逐步调节电压,边调节边探测的方式,直到刚好探测不到静态光为止( 即完全锁死), 确定1/4波电压。
4:倍频晶体
3种倍频晶体的典型参数
晶体的损伤阀值
4:1三硼酸锂(LBO)
三硼酸锂晶体（LiB3O4）简称 LBO 晶体。在 1988 年由中国科学院福建物质结构研究所成功研制而成的一种新型非线性光学晶体，是紫外波段优良的非线性晶体之一。目前它已被广泛应用于 YAG、Nd:GdVO4及 YAP 等激光的二倍频及三倍频。LBO 晶体具有宽透光波段，紫外透光性好，稍微潮解，有良好的理化性质，非线性光学系数适中，光学均匀性好，损伤阀值高，允许角大，走离角小，现已被广泛地应用于高平均功率的二次谐波、和谐、差频、三次谐波、四次谐波及参量震荡等非线性光学频率变换领域。不足之处是倍频效率和有效非线性系数较低，折射率对温度较敏感，应用是需要严格控制系统的温度。LBO 晶体可用临界相位匹配，也可用非临界相位匹配来实现变频；与铌酸盐晶体相比较，LBO 晶体具有高激光损伤阀值，非临界相位匹配波长调节范围大，允许温度范围宽。

LD泵浦Nd：YAG多波段激光器

ｏｂｔａｉｎｔｈｅ１．０６ｕｍｌａｓｅｒｏｕｔｐｕｔｗｉｔｈｈｉｇｈｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎｒａｔｅ，ｈｉｇｈｐｏｗｅｒａｎｄｎａｒｒｏｗｗｉｄｔｈ．Ｔｈｅｎｗｅｇｏｔｔｗｏ１．０６ｕｍｌｉｎｅａｒｌｙｐｏｌａｒｉｚｅｄｌｉｇｈｔｂｅａｍｓｉｎｖｅｒｔｉｃａｌａｎｄｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓｂｙｅｘｔｅｒ — ｎａ１ｃａｖｉｔｙｐｏｌａｒｉｍｅｔｅｒ．Ｔｈｅｖｅｒｔｉｃａｌｂｅａｍｗａｓｓｐｌｉｔｉｎｔｏｏｎｅ１．４６ｔｚｍｌａｓｅｒｂｅａｍａｎｄｏｎｅ３．９ｔｚｍｍｉｄ — ＩＲｂｅａｍｂｙｐｕｍｐｉｎｇｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｌｙｐｏｌｅｄｌｉｔｈｉｕｍｔａｎｔａｌａｔｅ（ＰＰＬＴ），ａｎｄａｎｏｔｈｅｒ１．０６ｍｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｌａｓｅｒｂｅａｍｗａｓｍｉｘｅｄｗｉｔｈｔｈｅ１．４６ｍａｎｄ３．９ｍｂｅａｍｓｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｒｉｐｌｅ —
ｗａｖｅｂａｎｄｃｏａｘｉａｌｌａｓｅｒｏｕｔｐｕｔｆｉｎａｌｌｙ．Ａｓｔｈｅｉｎｐｕｔｃｕｒｒｅｎｔｗａｓ３５ＡａｎｄｔｈｅＱ＿ｓｗｉｔｃｈｅｄｆｒｅ —

LD_侧面泵浦Nd：YAG_激光器介质的瞬态热效应

文章编号：2095-6835（2023）22-0126-05LD侧面泵浦Nd：YAG激光器介质的瞬态热效应杜丹，夏腾（长春中国光学科学技术馆，吉林长春130117）摘要：基于热传导理论建立了LD脉冲单向侧面泵浦棒状Nd：YAG晶体的瞬态温度场分析模型，利用有限元软件模拟了LD单脉冲泵浦和重复脉冲泵浦过程中晶体的瞬态温度场，考察并分析了温度场分布规律及其影响因素。

研究结果表明，单脉冲泵浦过程中的升温阶段，随着泵浦光功率、冷却水温度、吸收系数的增大，晶体中心的温升逐渐增加，而随着对流换热系数的增加，温升逐渐下降；在降温阶段，随着晶体半径和冷却水温度的增大，降温速率下降，而随着对流换热系数的增加，降温速率也增加；对重复脉冲泵浦过程中，占空比越大，引起棒的温升幅值越大、温升的周期性改变程度有所下降。

该研究结果对LD侧面泵浦激光工作物质的热效应研究具有指导意义。

关键词：LD侧面泵浦；瞬态热效应；Nd：YAG；有限元软件中图分类号：TN248文献标志码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2023.22.035短脉冲、长周期泵浦的脉冲激光器，常常会出现热效应的瞬态过程[1]。

当单脉冲泵浦时，晶体的热效应会随时间变化而改变；在周期脉冲泵浦光作用中，激光晶体的热耗也会随之发生周期性变化，最终导致晶体内空间位置的温度跟着发生改变，而且对激光谐振腔也有一定的影响。

在泵浦光脉冲出现的过程中，振荡光受到谐振腔的影响，并且晶体的热效应直接影响着激光谐振腔的构造，从而热效应随着时间变化的这一特性，影响着振荡光的特性。

所以对脉冲泵浦激光晶体内的瞬态温度场研究具有重要意义。

本文分别对单脉冲和重复脉冲过程的单侧泵浦激光介质内的温度分布随时间的变化情况进行了分析，结果可以为研究多侧泵浦激光介质内的温度提供参考。

1物理模型LD阵列单向侧面泵浦棒状Nd：YAG激光器的截面图如图1所示。

图1LD单向侧面泵浦棒状Nd：YAG激光器的截面图考虑晶体对泵浦光的吸收，晶体内单个LD阵列泵浦光场表示为[2]：⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=dyIyxIαωω222expπ2），（式中：I0为沿着激光激光介质轴线z方向单位长度上的泵浦功率的数值；ω为晶体内泵浦光束半径的平均值；α为晶体对泵浦光的吸收系数；d为泵浦光在晶体内传播距离的数值。

半导体激光泵浦Nd_YVO4激光器的1.34μm输出特性

第17卷　第9期光　学　学　报V ol.17,N o.9　1997年9月ACT A OPT ICA SIN ICA September,1997半导体激光泵浦N d YVO4激光器的1.34 m输出特性*王长青　沈德元　卢建仁　邵宗书　蒋民华(山东大学晶体材料研究所,济南250100)摘　要　报道了半导体激光泵浦Nd YV O4激光器在1.34 m的输出特性,当入射的泵浦光功率为515mW时,最大1.34 m激光输出功率达157mW,光-光转换效率为30.5%;研究了激光器的纵模特性及弛豫噪声与泵浦功率的关系;发现不同的纵模具有各自不同的弛豫振荡频率。

关键词　半导体激光泵浦,　N d YV O4,　1.34 m激光器,　纵模,　噪声。

1　引言1.3 m波段激光器在光纤通讯等领域有广泛的用途。

Nd3+从4F濐能级到4I13/2能级的受激跃迁可产生1.3 m波段的激光辐射。

在1.3 m波段,Nd YVO4的受激发射截面远高于Nd YAG, 乘积也比Nd YAG大得多,其1.34 m谱线与1.06 m谱线的分支比为0.24,而Nd YAG的分支比仅为0.18[1],加上Nd YVO4掺杂浓度高,吸收系数大,因此,对于1.3 m波段的半导体激光泵浦固体激光器,Nd YVO4是一种非常有效的激光晶体。

1994年, Bo w kett等首次实现了半导体激光泵浦Nd YVO4微片激光器的1.34 m激光运转[2],在800m W泵浦功率下,获得了91m W的1.34 m激光输出,光-光转换效率为11.4%。

目前国内在半导体激光泵浦Nd YVO4激光器方面的研究集中在1.06 m及其倍频波段,尚未见到有关半导体激光泵浦1.34 m Nd YVO4激光器的报道。

本文对半导体激光泵浦Nd YVO4激光器的1.34 m输出特性进行了仔细研究,当入射到激光晶体表面的泵浦光功率为515m W时, 1.34 m激光输出功率达157mW,光-光转换效率为30.5%,测量并分析了激光器的纵模特性及弛豫噪声与泵浦功率的关系。

LD泵浦Nd：YVO4／LBO单频671nm激光器

学等领域。尤其是单频运转，光谱学、干测在相
激光由于与硅光纤传输窗口符合而有非常广泛的
量、全息等领域有广泛的应用。而１３ｍ区域倍频是一种有效的倍频方式。但是由于倍频晶体．的插入，可避免地出现了和频和交叉饱和效不过采用环行腔结构消除空间烧孔。并控制基频使应用前景，用波长为６１ｎ的单频红光激光应，得谐波纵模输出变得很不稳定。通常通利７ｍ
据仅８采寿命长等优点。因此，功率全固态红光激光器运转，我们所知，有文献［］用在驻波腔中高
７ｍｗ的单纵模红光必将在很大程度上替代价格昂贵、率低、备插入标准具的方法获得了３效设复杂的氪离子激光器，可应用于彩色显示、并医输出。利用激光谐振腔内高功率密度的基频光进行
Ｉ临界相位匹配ＬＯ倍频以获得高功率的红光类Ｂ输出。其中，津大学研究组利用Ｉ临界天类相位匹配ＬＯ内腔倍频得到了最高２８的Ｂ．５ｗ
７ｍ输出。以上研究工作集中在获得单横模全固态激光器具有效率高、构简单、定、６１ｎ结稳

LD泵浦6.8W连续Nd：YVO4／LBO 671nm红光激光器

ｐａｅｍｔｈｎＢＬＢ５ｃｓｎｒｃｖｔｆｑｅｃｏｂｅ，ｎｉｏｅＣｒｄｌｅａｏｔｕｗｖ－ｈｓａｉｇＬＯ（ｉ３）ｒｔｉａａｉｅｕｎｙｄｕｌａｄｈｈｐｗｒＷｅａｒｔｕｐｔａｅｃＯｙａｔｌｙｒｄｇｓ
ｌｎｔｆ６１ｍｓｒｐｒｅｎｔｉｐｐｒＢｓｇａｓｏｏｄｄｃｖｔｅｏａｏ，ｈｈｒｌｏａｅｇｈｏｅｇｈｏ７ｒｉｅｏｔｄｉｈｓａｅ．ｙｕｉｈｒｆｌｅａｉｒｓｎｔｒｔｅｔｅｍａｆｃｌｌｎｔｆｉｎｔｙＮｄＹ：ＶＯ４ｃｓａｓａｃｌｔｄｃｎｉｅｎｔｈｒｌｆｃ，ｎｈａａｔｒｏａｅａｉｅｅｓｌｃｅｙｒｔｌｙＷａｃｕａｅｏｓｄｒｇｉｔｅｍａｅｅｔａｄｔｅｐｒｍｅｅｓｆｌｓｒｃｖｔｗｒｅｅｔｄｂｌｉｓｙ
６８波长为６１ｍ的红光基模稳定输出，一光转化效率达到２％。．Ｗ、７ｎ光６关键词：Ｄ泵浦；Ｌ折叠腔；ＢＬＯ晶体；红光激光器中图分类号：Ｎ４．Ｔ２８１文献标识码：Ａ
ＬＤｍｐｄＮｄ：ＰｕｅＹＶＯ４／ＬＢＯＣＷｄＬａｅｔ６１ｍｅｓｒａ７ｎＯｕｐｔｕｏ６８ｔｕｐｔ．Ｗ
ＡｂｔａｔＴｅａａｙｉｄｔｅｅｐｒｍｅｔｏ：ｓｒｃ：ｈｌｓｓａｈｘｅｎｎｉｎｆＮｄＹＶＯｒｓａｕｅｙａｆｅｏｐｅｉｄｒａ，ｙｅＩｃｉｃ４ｃｙｔｐｍｐｄｂｂｒｃｕｌｄｄｏｅａｒｙｔｐｒａｌｉｉｔｌ

LD泵浦声光调Q Nd∶YAG激光扫描除锈机制

ｓｅｃｏｎｄｌａｙｅｒａｓｖｉｂｒａｔｅ（＜５ｎｍ），ｔｈｅｔｈｉｒｄｌａｙｅｒａｓｂａｓｅ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｎｅｒｇｙｄｅｎｓｉｔｙ；ｓｃａｎｎｉｎｇｔｈｒｅｅ—ｌａｙｅｒｍｏｄｅｌ；ｌａｓｅｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｌａｓｅｒｒｅｍｏｖａｌ
激光清洗作为一种型的表面清洗技术，具有无机械接触、无基底损伤、选择性清洗及绿色环保等优点，在文物保护、光电子元器件制备和轮胎模具清洗等领域应用广泛．其清洗机制的研究和成品设备
新枝、新工艺
清洗世界
ＣｌｅａｎｉｎｇＷｏｒｌｄ
第３４卷第期２０１８年５月
文章编号：１６７１—８９０９（２０１８）０５－００３７—０５
ＬＤ泵浦声光调ＱＮｄ：ＹＡＧ
激光扫描除锈机制
王欢，茼诗洁，刘丽飒，王钰培，石家榕，宋峰
单次激光扫描可以清除约５ｎｍ的铁锈；当剩余铁锈的厚度小于５ｎｍ时，激光能量到达铁基底，除锈机制由烧蚀效应变为振动效应。模拟实验验证了激光除锈的三层模型：烧蚀去除层、振动
去除层（＜５ｎｍ左右）和铁基底层。
为了进一步研究除锈过程中的机制，我们利用ｌ０６４ｎｍ声光调ＱＮｄ：ＹＡＧ激光器进行除锈实验，确定了在锈层２０ｎｌＹｌ时除锈效果最优的激光能量密度，该条件下既能清除铁锈、又不损伤基底。同时，利用ＡＮＳＹＳ分析了激光扫描过程中的铁锈和基底的最大温升，提｝｝｛了激光除锈的扫描ｊ层模型。

LD泵浦高亮度光纤激光器_设计、仿真与实现(特邀)

LD泵浦高亮度光纤激光器_设计、仿真与实现(特邀)LD泵浦高亮度光纤激光器：设计、仿真与实现(特邀) 激光器是一种将输入的电能转化为有序的光能输出的装置。

在遥感、医疗、制造等众多领域中，激光器都扮演着重要的角色。

而高亮度光纤激光器作为一种新兴的激光器技术，具有较高的光束质量和输出功率，受到了广泛关注。

本文将对LD泵浦高亮度光纤激光器的设计、仿真与实现进行详细介绍。

首先，我们需要了解LD泵浦高亮度光纤激光器的基本原理。

LD泵浦激光器是一种将激光二极管作为泵浦光源的激光器，而高亮度光纤激光器是利用高亮度的光纤作为激光器的传输介质。

该激光器的核心是通过将光纤与LD泵浦激光器结合，实现高质量、高功率的激光输出。

设计LD泵浦高亮度光纤激光器时，需要考虑以下几个方面。

首先，泵浦光的功率和光斑质量是决定激光器性能的重要参数。

一般来说，功率越高、光斑质量越好的泵浦光能提供更高质量、更高功率的激光输出。

因此，选择合适的激光二极管和优化泵浦光的耦合是设计过程中的重点。

其次，光纤的选择和设计也对激光器性能有着重要影响。

高亮度光纤通常具有较小的模场直径和较大的数值孔径，能够有效降低光纤中的非线性效应和光损耗，使得激光器输出更加稳定。

接下来，我们将进行LD泵浦高亮度光纤激光器的仿真分析。

通过计算机仿真软件，可以模拟激光器的泵浦光注入、光纤传输、激光增益和输出等过程。

在仿真过程中，我们可以根据设计要求调整各个参数，如泵浦光功率、光纤长度、光纤直径等，以探究它们对激光器性能的影响。

通过仿真分析，可以优化设计方案，减少实验成本和时间，并提前预测激光器的性能表现。

最后，我们将对LD泵浦高亮度光纤激光器进行实际实现。

根据前期的设计和仿真结果，我们可以选择合适的材料和光纤进行器件的制作。

在制作过程中，需要注意光纤的高温和高功率处理，以保证光纤的品质。

制作完成后，我们可以进行系统测试，验证设计与仿真结果的一致性，并对激光器的性能进行实际测量。

LD泵浦Nd：YAGLBO全固体蓝光激光器的开题报告

LD泵浦Nd：YAGLBO全固体蓝光激光器的开题报告一、项目背景全固态激光器已成为当前激光技术的主流，越来越多的应用需要高功率、高光束质量、长寿命、高可靠性、紧凑的激光器。

常用的掺铬YAG（Nd：YAG）晶体的激光器波长通常在1μm左右，但是有些研究和应用需要更短的激光波长，比如：生物荧光成像、激光制造、材料加工、红宝石激光医疗等。

这些应用需要更高的可调变波长、更多的输出功率、高功率密度和宽频谱的激光。

在实际应用中，铥玻璃（Tm：YAG）激光器和铬锌爪（Cr：ZnSe）激光器等全固态激光器，具有短波长输出，但它们的转化效率很低，发射功率受到热力学压缩的限制。

因此，在此背景下，开发一种全固态蓝光激光器对于推动全固态激光技术的发展有重要的意义。

固态蓝光激光器是以小的、紧凑的、高能量、高稳定性的包装器件为特点，质量可靠性和使用寿命高，能够广泛应用于生物医学、物理、矿业、化学等领域的研究和实际应用中。

二、研究内容本项目旨在设计、制造LD泵浦Nd:YAG/LBO全固体蓝光激光器，涉及以下具体研究内容：1. 设计LD泵浦Nd:YAG激光器的光学系统。

2. 选择合适的单片Nd:YAG晶体和频率加倍晶体LBO，以达到高转化效率。

3. 针对半导体激光器的特点，设计高效的LD泵浦系统，并进行协同优化。

4. 考虑激光系统的密封和制冷系统以保证其长寿命和稳定运行。

5. 在制造过程中，进行每个环节的严格品质控制并对关键环节进行一定的改进。

6. 测试激光器的性能指标，包括激光输出功率、波长、光束参数、功率稳定性、转化效率等。

验证设计方案是否正确并进行系统性的优化。

三、研究意义1. 满足各种应用对蓝光激光的需求。

常用的掺铬晶体激光器波长通常在1μm左右，此项目开发成功后能够提供更短的激光波长，可应用于生物荧光成像、激光制造、材料加工、红宝石激光医疗等各种领域的研究和应用。

2. 推动全固态激光技术的发展。

当前全固态激光器已成为激光技术的主流，但现有激光器在波长和功率等方面存在局限性。

LD泵浦的高效率YVO_4KTP红光激光器

收稿日期:2000-11-011基金项目:国家863高科技计划资助项目(863-307-22-51)1第22卷第3期半　导　体　光　电Vol.22No.32001年6月Semiconductor OptoelectronicsJ une 2001文章编号:1001-5868(2001)03-0198-03LD 泵浦的高效率YVO 4/KTP 红光激光器郑　权1,赵　岭2,檀慧明1,钱龙生1(11中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130022;21中国科学院上海光学精密机械研究所,上海201800)摘　要:　报道了用国产半导体激光二极管泵浦Nd ∶YVO 4产生1.342μm 输出,用Ⅱ类临界位相匹配KTP 腔内倍频实现671nm 的红激光输出。

当泵浦注入功率为1.05W 时,基模输出达48mW ,光光转换效率达到4.7%,经扩束准直后测得光束发散角小于0.5mrad ,偏振比高于110∶1,24h 连续工作功率稳定性优于±3%。

关键词:　二极管泵浦;Nd ∶YVO 4;KTP ;红光激光器中图分类号:　TN248.34 文献标识码:　AE ff icient LD 2pumped YV O 4/KTP R ed LaserZHEN G Quan 1,ZHAO Ling 2,TAN Hui 2ming 1,Q IAN Long 2sheng 1(1.Changchun Institute of Optics ,Fine Mechanics and Ph ysics ,Chinese Academy of Sciences ,Changchun 130022,China ;2.Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics ,Chinese Academ y of Sciences ,Shanghai 201800,China)Abstract :　A design of efficient LD 2pumped Nd ∶YVO 4/KTP red laser is presented in this ing type 2Ⅱphase 2matching KTP ,671nm red laser is obtained by 1.342μm intracavity frequency doubling.With a 1.05W incident pump laser ,48mW TEM 00mode red laser output is obtained ,with the optical 2to 2optical conversion of up to 4.7%.Measurements show that the beam divergence angle is less than 0.5mrad ,with the polarization degree of more than 110∶1and power instability in 24h of better than ±3%.K ey w ords :　LD 2pumping ;Nd ∶YVO 4;KTP ;red laser1　引言用LD 泵浦的全固体激光器因具有体积小、光束质量好、使用寿命长等优点,逐步引起人们的重视。

双波长LD泵浦Nd^(3+)∶YAG免温控被动调Q激光器的研究

双波长LD泵浦Nd^(3+)∶YAG免温控被动调Q激光器的研究吴航;窦飞飞;陈南亦;徐欢天;杨炳德;司光芙;董潮涌【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2024(54)5【摘要】传统的固体激光器体积、重量大,功耗高,限制了其在空间受限设备中的应用。

被动调Q的LD泵浦免温控固体激光器省去了复杂的温度控制装置,调Q机构简单,能够满足复杂温度环境的特殊应用场景的小型化、低功耗要求。

提出了基于双波长LD泵浦实现宽温度范围免温控阈值自适应的1.06μm激光脉冲输出方法。

基于Nd∶YAG晶体设计了角锥棱镜谐振腔,仿真分析了LD泵浦源到激光棒的面心距对热负载的影响,并确定4 mm的最佳面心距。

数值分析了相同泵浦功率下-40~60℃温度范围内激光静态能量输出变化,以及不同初始透过率的可饱和吸收体对激光阈值脉宽的影响。

计算结果表明在-37℃~60℃范围内,阈值脉宽都在200μs 以下,阈值脉宽最低点达到了29.4μs。

构建主波实时探测的阈值自适应调节装置并搭建实验系统,实验结果表明,在温度范围为-35~60℃时,阈值脉宽变化范围为40~180μs。

采用激光腔体一体加工成型,应用轻量化的铝合金材料,实现工程化应用,体积83.5 mm×44 mm×29.5 mm,重量约为230 g。

在23.8%初始透过率的饱和吸收体条件下实现单脉冲输出能量42 mJ,脉冲宽度5.2 ns。

【总页数】6页(P679-684)【作者】吴航;窦飞飞;陈南亦;徐欢天;杨炳德;司光芙;董潮涌【作者单位】中国电子科技集团公司第二十七研究所【正文语种】中文【中图分类】TN248.1;O436【相关文献】1.LD泵浦Cr:YAG被动调Q内腔式SrWO4锁模拉曼激光器实验研究2.LD泵浦Nd:YVO4/Cr4+:YAG被动调Q激光器性能实验研究3.无温控多波长LD泵浦方棒状Nd:YAG固体激光器4.LD泵浦的被动调QYb:YAG薄片激光器实验研究5.Er^(3+),Yb^(3+):glass/Co^(2+):MgAl_2O_4复合材料LD泵浦被动调Q微型激光器因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

LD泵浦腔外倍频高转换效率Nd^(3+)∶GdVO_4固体激光器

LD泵浦腔外倍频高转换效率Nd^(3+)∶GdVO_4固体激光器周城【期刊名称】《光子学报》【年(卷),期】2007(36)10【摘要】通过合理设计精密调控各元件和温控电流,得到了平均功率为70mW,脉冲宽度为22ns,重复频率为14kHz,峰值功率高达230W的Nd3+∶GdVO4/Cr4+YAG红外脉冲激光器.先采用双凸透镜组合成的望远镜系统对1063nm的红外激光进行扩束,再对该光束聚焦,最后经双轴晶体LBO倍频后,得到了平均功率为40.6mW,脉冲宽度为16ns,重复频率为14kHz,峰值功率高达181W的绿光激光输出,1063nm→532nm的转换效率高达58%.测量了532nm 的光谱线宽曲线.解释了该聚焦方法比单一薄透镜效果明显好的原因,并指出了这种聚焦方法的使用对象.【总页数】3页(P1774-1776)【关键词】固体激光器;Nd^3+;GdVO4晶体;被动调Q;组合聚焦系统【作者】周城【作者单位】济南大学理学院【正文语种】中文【中图分类】TN248.1【相关文献】1.LD泵浦Cr^(4+),Nd^(3+):YAG自调Q腔内倍频激光器研究 [J], 徐震;魏晓羽;吴念乐2.LD泵浦的Nd∶GdVO_4/KTP腔内倍频激光器(英文) [J], 侯学元;李宇飞;孙渝明;潘雷3.LD泵浦Nd:YVO_4与Nd:GdVO_4腔内倍频绿光激光器的对比研究 [J], 王如刚;陈振强;张戈;林浪;陈义红;丁涛4.LD泵浦的声光调Q腔内倍频固体激光器 [J], 于复生;陈江华;李树强;夏伟;张福厚5.LD泵浦Nd^(3+)∶GdVO_4/Cr^(4+)∶YAG固体激光器 [J], 周城;张仲;赵朋;张中士;张莉因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。