1995.高功率准连续激光二极管泵浦的NdYAG激光器
激光二极管列阵端面泵浦电光调-QNdYAG板条激光技术
第37卷,增刊红外与激光工程2008年9月V ol.37SupplementInfrared and Laser EngineeringSep.2008收稿日期:2008-04-28作者简介:张恒利(6),男,山东章丘人,研究员,主要从事固体激光技术研究工作。
z 35@激光二极管列阵端面泵浦电光调-Q Nd:YAG 板条激光技术张恒利1,杜可明2(1.北京理工大学信息科学技术学院,北京100081;2.EdgeWave GmbH,Schumanstr.18B,D-52146,Wuerselen Germany )摘要:端面泵浦混合腔板条固体激光器是实现高功率、高效率、高光束质量激光输出的一种有效方式。
报道了激光二极管端面泵浦板条Nd:YAG 电光调Q 振荡-放大的实验结果。
在脉冲激光二极管泵浦下,在重复频率为1kHz 时,得到30mJ 近衍射极限输出,脉宽16ns 。
在连续激光二极管泵浦下,在重复频率为10kHz 时,获得平均输出功率为100W ,单脉冲能量10mJ ;在5kHz 时,单脉冲能量15mJ ,脉宽10ns 。
关键词:激光二极管列阵;端面泵浦;混合腔;板条激光器;电光调Q 中图分类号:TN248.1文献标识码:A文章编号:1007-2276(2008)增(激光探测)-0042-03Diode laser end-pumped electro-optically Q-switchedNd:YAG slab laser systemsZHANG Heng-li 1,DU Ke-ming 2(1.School of Information Science and Technology,Beijing Institute of Technology,Beijing 100081,China;2.EdgeWave GmbH,Schumanstr.18B,D-52146,Wuerselen,Germany)Abstra ct:Diode laser stack end-pumped slab laser with a hybrid resonator is a promising method to produce high power,high efficiency ,high beam quality laser output.In this paper we reported our experimental results of diode laser stacks end-pumped Nd:Y AG slab oscillator-amplifier systems.By using pulsed diode laser stacks,we got 30mJ at 1kHz,with pulsewidth of 16ns.By using continuous wave diode laser stacks,we obtained 100W at 10kHz and 75W at 5kHz,respectively.Key wor ds:Diode laser stack;End-pumped;Hybrid resonator;Slab laser;Electro-opticallyQ-switch0引言全固态激光器(DPL )具有体积小、重量轻、效率高、性能稳定、可靠性好、寿命长、光束质量高等优点,在激光加工,医疗,军事等方面得到了越来越广泛的应用。
Nd∶YAG激光器的特性及应用
激光是60 年代初出现的一种新型光源,激光以其高亮度、高单色性、高方向性和高相干性,引起普遍重视,并很快在工农业生产、科学技术、医疗、国防等各个领域得到广泛应用。
激光医学是激光技术与医疗科学有机结合的产物,激光在70 年代开始广泛用于临床;90 年代,随着新型激光器的研制成功,激光与医疗、生物组织科学紧密结合,研究范围日益扩大。
Nd:YAG 激光器以其增益高、阈值低、量子效率高、热效应小、机械性能良好、适合各种工作模式(连续、脉冲) 等特点,在当今各种固体激光器中应用物质相互作用的效果是不同的, 不同波长的Nd:YAG激光器采用连续、脉冲等方式工作使激光与不同部位的生物组织相互作用,可以获得良好的疗效。
医用Nd:YAG 激光器在外科手术、眼科、牙科、口腔科、耳鼻喉科、皮肤科、美容等方面应用广泛,特别是治疗皮肤色素性疾病,有创伤小、愈合好、无疤痕等独特优点,本文主要介绍Nd:YAG 激光器的特性以及在治疗皮肤疾病方面的应用,使读者了解各种激光器的性能及不同种类激光治疗仪的治疗效果。
一、Nd:YAG 激光器的特性能产生激光的系统,称为激光器。
一台简单的激光器通常由工作物质、泵浦源和谐振腔三部分组成。
自1960 年第一台激光器诞生以来,已有上百种激光器问世。
形形色色的激光器彼此之间差异极大,根据产生激光的工作物质,有气体、液体、固体和半导体激光器等。
固体激光器是以固态基质中掺入少量激活元素为工作物质的激光器,工作物质的物理化学性能主要取决于基质材料,而其光谱特性主要由发光粒子的能级结构决定。
但发光粒子受基质材料的影响,其光谱特性将有所变化,有的甚至变化很大。
用作基质的主要有刚玉、石榴石晶体及各种玻璃等。
发光粒子称为激活离子,最常用的激活离子为钕、铬等稀土元素离子。
例如世界上第一台激光器所用工作物质为红宝石,就是掺入极少量铬离子的刚玉。
以掺有一定量钕离子(Nd3 + ) 的钇铝石榴石( YAG) 晶体为工作物质的激光器,称为掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG) 激光器。
高能高峰值功率转镜调Q Nd:YAG激光器的研究的开题报告
高能高峰值功率转镜调Q Nd:YAG激光器的研究的开题报告一、研究背景和意义Nd:YAG激光器一直是装备制造、精密加工、医疗、通讯等领域高光质量、高能量、高功率的重要光源,拥有广泛的应用前景。
然而,由于Nd:YAG激光器的基本工作模式为固定Q模式,其输出脉冲不可调节,传输过程中的能量损失很大,难以实现高功率、高能量、高峰值功率的输出,导致其应用范围受到限制。
近年来,研究人员开始探索通过转镜调Q的方法来提高Nd:YAG激光器的峰值功率和能量密度。
该方法通过控制内部Nd:YAG激光介质与外部光腔之间的反射镜,使激光脉冲在内部反射多次后产生光谱纯净、脉宽短、峰值功率高的窄带激光脉冲输出。
该技术能够有效提高激光的光学质量,使得Nd:YAG激光器在微型材料加工、超快光学、激光雷达等领域得到广泛应用。
因此,本研究将着重探究高能高峰值功率转镜调Q Nd:YAG激光器的相关技术和理论基础,旨在提高Nd:YAG激光器的光学性能和输出效率,从而推动其在各个领域的应用。
二、研究内容和目标本研究将以高能高峰值功率转镜调Q Nd:YAG激光器为研究对象,分别从激光输出特性、光学系统结构和控制方法等方面展开深入研究,具体内容包括:1. 激光等离子体在高能高峰值功率情况下的特性分析和理论模型建立;2. 转镜调Q Nd:YAG激光器光学系统结构设计与优化,包括反射镜的组合方式、焦距、倾斜角等参数优化;3. 转镜调Q Nd:YAG激光器的调Q控制方法研究,包括用于调节反射镜位置、倾斜角度和角度调制等方法;4. 转镜调Q Nd:YAG激光器的性能测试和优化,包括峰值功率、能量密度和稳定性等特性测试,重点优化激光输出光束的质量和光学效率。
通过以上研究,旨在实现高能高峰值功率转镜调Q Nd:YAG激光器的高质量、高效率输出,为其在紫外光化学、有机合成等化学领域以及光子学、通讯、材料加工等行业中的应用提供强有力的支持。
三、研究方法本研究将采用多种方法进行实验和理论分析,包括:1. Nd:YAG激光介质光学性质测试,包括激光介质的吸收光谱、发射光谱、发射寿命等参数的测试和分析;2. 激光等离子体特性分析和理论模型建立,包括等离子体空间分布、天线场强、光子流动和电磁波传播等多个方面的研究;3. 转镜调Q Nd:YAG激光器的光学系统设计与参数优化,采用软体仿真技术构建虚拟实验平台,进行反射镜组合方式、焦距、倾斜角等参数的优化;4. 激光器调Q控制方法研究,包括反射镜位置、倾斜角度和角度调制的实验和分析;5. 转镜调Q Nd:YAG激光器性能测试和优化,包括激光峰值功率、能量密度和稳定性等参数的测试和分析。
热助推泵浦Nd_YAG激光器热性能研究
第40卷 第1期 激光与红外Vol.40,No.1 2010年1月 LASER & I N FRARE D January,2010 文章编号:100125078(2010)0120041203・激光器技术・热助推泵浦Nd∶Y AG激光器热性能研究晏思平,王德良,路英宾,王颖麟,高剑波,陈德章,卿光弼(西南技术物理研究所,四川成都610041)摘 要:采用热助推泵浦技术,实现了885nm LD热助推泵浦的板条Nd∶Y AG脉冲激光器运转。
从粒子跃迁机理上对热助推泵浦方式做了理论分析,并通过实验验证了885n m热助推泵浦相对于802n m泵浦的优势。
885nm热助推泵浦的光光效率比802nm泵浦方式提高了26%,废热产生则减少了约23%,结果表明热助推泵浦方案在热性能相对传统泵浦有明显的优势。
关键词:激光器;热效应;热助推泵浦中图分类号:T N248.1 文献标识码:AStudy on ther mal characteristi cs of Nd∶YAG l asersunder ther mally boosted pu mpi n gY AN Si2p ing,WANG De2liang,LU Ying2bin,WANG Ying2lin,G AO J ian2boCHE N De2zhang,Q I N G Guang2bi(South west I nstitute of Technical Physics,Chengdu610041,China)Abstract:Ther mally boosted pu mp ing sche me is adop ted,pulse laser e m issi on successfully is de monstrated in a slabNd∶Y AG crystal under LD ther mally boosted pu mp ing at885n m.Theoretical analysis of ther mally boosted pu mp inghas been done according t o particle transiti on,experi m ental comparing bet w een885nm ther mally boosted pu mp ingand802n m traditi onal pu mp ing has been done.The op tical2t o2op tical conversi on efficiency has increased26%thantraditi onal pu mp ing,and heat generated is about23%less than traditi onal pu mp ing.Results reveals that ther mallyboosted pu mp ing sche me has more advantage in ther mal characteristics than traditi onal pu mp ing sche me.Key words:lasers;ther mal effects;ther mally boosted pu mp ing1 引 言热助推泵浦方式是由以色列科研人员Raphael Lavi等提出的[1],是指将处于由基态能级受热分裂出的斯塔克能级上的激活离子直接抽运到激光上能级4F3/2,而传统泵浦方式是将基态能级中的激活离子抽运到能级4F5/2,再弛豫到4F3/2能级。
Nd:YAG激光器
基于双折射滤光片选模双频Nd:YAG激光器设计柴雪峰(西安理工大学机械与精密仪器工程学院精密仪器系,陕西西安710048)摘要:本论文设计了一种LD泵浦的双腔双频Nd:Y AG激光器系统,采用偏振分光棱镜(PBS)和双λ/4波片(QWP)作为双折射滤光片,用以选出单纵模;通过改变双λ/4波片快轴的夹角,实现频差调谐的目的;对频差调谐范围进行了分析,理论上可以产生150GHz的频差。
关键词:双频Nd:YAG激光器;双折射滤光片;频差调谐Design of Dual-frequency Nd:YAG Laser Based on Birefringrntfilter Mode-selectionChai Xuefeng(Department of Precision Instruments, School of Mechanical and Instrumental Engineering, Xi’an University of Technology, Xi’an, Shaanxi 710048, China)Abstract:In this paper,a LD-pumped two-cavity dual-frequency Nd:YAG laser system is designed,which includes birefringrnt filter consisting of polarizing beam splitter(PBS)and two quarter wave plates(QWP),in order to select a single longitudinal mode;By changing the intersecting angle of two QWP’s fast axis,to achieve the purpose of frequency difference tuning;The range of frequency difference tuning has been analyzed. The frequency difference can be theoretical tuned to 150GHz.Keywords:dual-frequency Nd:Y AG laser;birefringrnt filter;frequency difference tuning1引言双频激光器是指在一个激光谐振腔中能够同时产生两种不同频率的激光输出的激光器,在激光干涉测量、激光通信等技术领域具有广阔的应用前景。
高效率侧面泵浦Nd∶YAG激光器
高效率侧面泵浦Nd∶YAG激光器李含;谷开慧;齐晓宇;赵帅【摘要】太阳能是地球上资源最为丰富的一种能源,但是其能量密度较低,不足以实现泵浦激光器的需求.为了实现利用太阳能泵浦激光器的目的,需要对太阳光进行高效聚焦,来达到泵浦激光器能量阈值的要求.我们采用三维复合抛物镜(3D-CPC)与菲涅尔透镜相结合的聚光系统来实现太阳光的高效聚焦,实验中将3D-CPC聚光系统的出口放置在激光器椭圆柱形泵浦腔的一个焦点处,聚焦后太阳光高效耦合进入激光器谐振腔,实现了聚光比的大幅度提升.利用此聚光系统与椭圆柱形泵浦腔的结合,泵浦Nd∶YAG晶体,得到6.2W的激光功率输出,光收集效率达到6.2 W/m2.【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2018(048)011【总页数】5页(P1363-1367)【关键词】太阳能;激光器;菲涅尔透镜;Nd∶YAG;复合抛物镜聚光器【作者】李含;谷开慧;齐晓宇;赵帅【作者单位】长春理工大学光电信息学院光电科学分院,吉林长春130000;长春理工大学光电信息学院光电科学分院,吉林长春130000;长春理工大学光电信息学院光电科学分院,吉林长春130000;长春理工大学光电信息学院光电科学分院,吉林长春130000【正文语种】中文【中图分类】O432.121 引言太阳光是地球上取之不尽的一种可再生光源,自从激光器产生之后,人们开始期待直接将太阳光转化成激光。
如果能将这种宽光谱的非相干光,作用于激光工作物质,直接产生出相干的窄带激光,那么这种太阳能泵浦式激光器将拥有很大的应用前景。
随着地球上能源的枯竭,这种太阳光直接转化激光的方式,可以作为新能源的一种利用方式。
太阳光作用于工作物质的激光器,直接将太阳光转化成激光,代替了中间电到光的转化环节,所以能量损失较少,能量利用率较高。
在自由空间光通信,无限电传输和光化学等应用领域,太阳能直接泵浦式激光器具有更大的优势。
1966年,C.G Young首次实现了从太阳光到激光的直接转化[1],利用抛物镜成像聚光系统,将太阳光聚焦泵浦工作物质,输出功率达到0.8 W,虽然聚光效率仅仅达到1%,但是此项工作标志着太阳光泵浦激光器的诞生。
NdYAG激光器的特性及其在医学领域的应用
Nd:YAG激光器的特性及其在医学领域的应用newmaker激光是60年代初出现的一种新型光源,激光以其高亮度、高单色性、高方向性和高相干性,引起普遍重视,并很快在工农业生产、科学技术、医疗、国防等各个领域得到广泛应用。
激光医学是激光技术与医疗科学有机结合的产物,激光在70 年代开始广泛用于临床;90 年代,随着新型激光器的研制成功,激光与医疗、生物组织科学紧密结合,研究范围日益扩大。
Nd:YAG 激光器以其增益高、阈值低、量子效率高、热效应小、机械性能良好、适合各种工作模式(连续、脉冲) 等特点,在当今各种固体激光器中应用物质相互作用的效果是不同的,不同波长的Nd:YAG激光器采用连续、脉冲等方式工作使激光与不同部位的生物组织相互作用,可以获得良好的疗效。
医用Nd:YAG 激光器在外科手术、眼科、牙科、口腔科、耳鼻喉科、皮肤科、美容等方面应用广泛,特别是治疗皮肤色素性疾病,有创伤小、愈合好、无疤痕等独特优点,本文主要介绍Nd:YAG 激光器的特性以及在治疗皮肤疾病方面的应用,使读者了解各种激光器的性能及不同种类激光治疗仪的治疗效果。
一、Nd:YAG 激光器的特性能产生激光的系统,称为激光器。
一台简单的激光器通常由工作物质、泵浦源和谐振腔三部分组成。
自1960 年第一台激光器诞生以来,已有上百种激光器问世。
形形色色的激光器彼此之间差异极大,根据产生激光的工作物质,有气体、液体、固体和半导体激光器等。
固体激光器是以固态基质中掺入少量激活元素为工作物质的激光器,工作物质的物理化学性能主要取决于基质材料,而其光谱特性主要由发光粒子的能级结构决定。
但发光粒子受基质材料的影响,其光谱特性将有所变化,有的甚至变化很大。
用作基质的主要有刚玉、石榴石晶体及各种玻璃等。
发光粒子称为激活离子,最常用的激活离子为钕、铬等稀土元素离子。
例如世界上第一台激光器所用工作物质为红宝石,就是掺入极少量铬离子的刚玉。
以掺有一定量钕离子(Nd3 + ) 的钇铝石榴石( YAG)晶体为工作物质的激光器,称为掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG) 激光器。
高能量激光二极管侧面抽运风冷Nd_YAG脉冲激光器
激光与光电子学进展48,111405(2011)L a ser &Opt oe l e ct ro nics P rogress 2011 中国激光 杂志社高能量激光二极管侧面抽运风冷Nd Y AG脉冲激光器杨晓涛 马修真 刘 友(哈尔滨工程大学动力装置电控技术研究所,黑龙江哈尔滨150001)摘要 介绍了一种激光二极管侧面抽运的风冷高能量N d Y A G 激光器,当重复频率为30H z 时,峰值功率可达到12M W,脉冲宽度为11ns 。
激光器重复频率为1~30H z 可调,光光转换效率达到13.2%,激光输出波长为1064.2nm,带宽为1nm,光束质量因子M 2为2.85。
针对以往大功率激光器的冷却系统体积大的问题,采用半导体热电制冷(T EC)配合风扇的风冷系统,省去了体积庞大的水冷系统,为整机的小型化提供了可能性。
关键词 激光器;风冷;激光二极管侧面抽运;N d Y A G 晶体中图分类号 O434.3 文献标识码 A d oi :10.3788/LOP 48.111405High -Energy LD Side -Pumpe d Q -Switche d Air CoolingNd Y AG Lase rYang Xiaotao Ma Xiuzhen Liu You(Instit ut e of Ma r in e Engine Electr on ic Cont r ol T echn ology ,Ha r bin En gin eer in g Univ er sity ,Ha r bin ,Heilon gjia n g 150001,Chin a )Abstract We report a high -energy LD side -pumped Nd YAG Q -switched laser with air cooling system.The peakpower is 12MW,and the pulse width is 11ns when the repet ition rate is 30Hz.The repetition rate is tunable from1to 30Hz with 1000m J pump energy.The optica -l to -optical effic iency is 13.2%.The c entral wavelength is1064.2nm with bandwidth of about 1nm.The bea m quality facter M 2is 2.85.We adopt a semic onductorthermoelectricity cooling (TEC)system with fan air -cooling system,eliminating the need for a bulky cooling systema s that in traditional high -power lasers.This offers the possibility of miniaturization of the whole laser system .Key wo rds la sers;air cooling;L D sidepumping;Nd YAG crystalOCIS co des 140.3580;140.3480;140.3550收稿日期:2011-06-14;收到修改稿日期:2011-07-26;网络出版日期:2011-09-30作者简介:杨晓涛(1985 ),男,硕士,讲师,主要从事固体激光器及无接触探测技术等方面的研究。
LD侧面泵浦Nd∶YAG高重频电光调Q激光器
LD侧面泵浦Nd∶YAG高重频电光调Q激光器毛鑫;沈兆国;付洁;唐刚锋;羊毅;程建新【摘要】To acquire high efficiency middle wave infrared(MWIR) laser of 3 μm~5μm,the high repetition rate driving electro-optic Q-switched synchronization technology and LD side-pumped technology were used to get high repetition rate laser output with 1.06 μm narrowwidth.Periodically poled lithium tantalate (PPLT) was pumped to achieve high-power MWIR laser output of 3 μm ~5 μm.As the input current was 20 A and the Q-switched frequency was 10kHz, the 1.06 μm laser with 15 W power was obtained.After pumping PPLT by the laser, the 3.9 μm laser with maximum power of 2.6 W was got.The conversion efficiency from 1.06 μm to 3.9 μm was 17.3%.Experiment results indicate that the high repetition rate driving e-lectro-optical Q-switched technology and LD side-pumped technology can be used to obtain high-repetition narrow-width 1.06 μm polarized laser, and pumping PPLT can obtain high-power high-efficiency 3.9 μm MWIR laser.%为了获得高效率3 μm~5 μm中红外激光输出,利用电光调Q晶体RbTiOPO4(RTP),通过高重复频率驱动调Q同步技术和LD侧面泵浦技术,获得高重频窄脉宽1.06 μm激光输出,泵浦非线性晶体周期极化钽酸锂(PPLT)进行频率变换,实现高功率3μm~5 μm中红外激光输出.在电源输入电流20 A、调Q 驱动频率10 kHz的条件下,获得15W的1.06 μm激光.利用该1.06μm激光泵浦PPLT获得最高功率为2.6W的3.9 μm中红外激光,1.06μm到3.9μm的转化效率为17.3%.实验结果表明:通过高重频电光调Q技术和LD侧面泵浦技术,可以实现高重频窄脉宽1.06 μm偏振光输出,泵浦PPLT可获得高功率高效率3.9 μm中红外激光输出.【期刊名称】《应用光学》【年(卷),期】2013(034)002【总页数】4页(P355-358)【关键词】电光调Q;光参量振荡器;中红外【作者】毛鑫;沈兆国;付洁;唐刚锋;羊毅;程建新【作者单位】中航工业洛阳电光设备研究所,河南洛阳471009;中航工业洛阳电光设备研究所,河南洛阳471009;中航工业洛阳电光设备研究所,河南洛阳471009;中航工业洛阳电光设备研究所,河南洛阳471009;中航工业洛阳电光设备研究所,河南洛阳471009;中航工业洛阳电光设备研究所,河南洛阳471009【正文语种】中文【中图分类】TN242引言半导体激光器泵浦的固体激光器(LDPSSL,简称全固态激光器)具有转换效率高、体积小、质量轻、寿命长等优点,与非线性光学频率变换技术相结合可实现更广波段的运转。
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。
二极管端面泵浦NdYAG 946nm连续激光器研究
年月(上)1引言利用近红外固体激光器和半导体激光器作为倍频器件具有结构紧凑、稳定性高等优点,是实现高效紧凑、全固化的短波长激光器的有效途径。
946nm 激光可用来泵浦掺Y b 激光介质(如Y b :glass 、Yb :YA G 、Y b :fibe r ),得到1053nm 激光。
该波长是惯性约束核聚变激光驱动器前端系统中使用的工作波长。
另一方面,946nm 激光倍频后可产生473nm 蓝光在海底光通信、光盘的读写、光信息处理、激光打印和激光医疗等方面具有广泛的应用前景。
2Nd3+:Y AG 能级结构与光谱特性通过泵浦光抽运,Nd3+由基态跃迁到各个吸收能带后,首先就很快地无辐射跃迁到亚稳态4F3/2能级上,然后再由4F3/2能级向下能级自发辐射产生荧光。
在室温下,Nd3+:Y A G 晶体在近红外区有三条明显的荧光谱线,中心波长分别为0.946μm , 1.064μm , 1.3μm [2]。
其中1.060μm 和1.3μm 属于四能级系统,是最常见的激光谱线,而0.946μm 谱线是4F3/2→4I9/2之间的跃迁,属于三能级系统,激光阈值很高,室温下连续运转几乎认为是不可能的。
其实不然,原因是Nd3+离子受基质晶格场的影响,产生斯塔克能级分裂,4F3/2分裂成两个距离靠得很近的子能组(R2=11502cm-1,R1=11414cm-1),这两个子能级粒子数分布遵从波耳兹曼分布率,R2和R1分别占4F3/2上粒子总数的40%和60%。
同样,作为基态的4I9/2能级由斯塔克效应分裂成5个子能级(Z 1~Z5)。
从图1中可以看出,当由4F3/2向4I9/2能级跃迁时,会产生九条荧光谱线,0.946μm 谱线是4F3/2的R1子能级向4I9/2的Z5子能级跃迁的结果。
激光的下能级Z5(848cm -1)按照波耳兹曼分布占4I9/2能级粒子总数的0.74%,该能级占4I9/2能级粒子总数比例很小,原因是同其它子能级相比,该能级距离基态较远。
泵浦Nd:YAG激光器讲解
LD 侧面泵浦Nd :YAG 激光器的研究摘要介绍了YAG 晶体的性质以及与其他类似晶体的比较,介绍了固体激光器泵浦的两种方式:端面泵浦和侧面泵浦,并主要分析了侧面泵浦的优点。
设计和分析了一种侧面泵浦结构的固体激光器,通过选取合适激光晶体(Nd :YAG 晶体),进行侧面泵浦。
在泵浦光反向冷却套侧壁镀高反射金膜,使激光棒侧向均匀泵浦,实现低阶膜输出。
对激光二极管侧面泵浦Nd ∶YAG 激光器的热效应进行了分析,通过热传导方程的推导和分析,得出YAG 晶体内的温度分布情况,以及对各种可能的结果进行了数值模拟和分析,得到了一些影响YAG 晶体内的温度分布的因素。
关键词:固体激光器;LD 侧面泵浦;Nd :YAG 晶体;热效应The Study on LD Side-pumped Nd :YAG LaserAbstractDescribed the nature of the YAG crystal and other similar comparison of crystal, introduced a solid-state laser pumped in two ways: end-pumped and side-pumped. And the main analysis of the advantages is on side-pumped. Design and analyse a side-pumped solid-state laser. By choosing a suitable laser crystal (Nd: YAG crystal, For side-pumped. In the reverse cooling pump sets highly reflective gold-plated wall membrane, So that the lateral uniformity of the laser rod pumped to achieve low film output. Of the laser diode side-pumped Nd: YAG laser thermal effects are analyzed. Heat conduction equation through the derivation and analysis within the YAG crystal temperature distribution, As well as the range of possible outcomes of a numerical simulation and analysis, have been some impact on the temperature inside the YAG crystal is a factor.Key words:solid state laser ; LD side-pump; Nd:YAG crystal ;Thermal effect目录摘要 0ABSTRACT (1)1 绪论 (3)2 激光器 (4)2.1 激光器简介 (4)2.1.1 什么是激光器 (4)2.1.2 激光器工作原理 (4)2.1.3 激光工作物质 (4)2.1.4 激励(泵浦系统 (5)2.1.5 光学共振腔 (5)2.2 固体激光器 (5)2.2.1 什么是固体激光器 (5)2.2.2 Nd:YAG晶体 (6)2.2.3 ND:YAG 激光器 (7)2.3 LD 泵浦固体激光器 . (7)2.3.1 LD泵浦固体激光器的优点 (7)2.3.2 侧面泵浦 (8)2.3.3 LD泵浦固体激光器的发展状况 (9)3 LD侧面泵浦ND :YAG 激光器 (10)3.1 LD 侧面泵浦N D :YAG激光器的设计与分析 . (10)3.1.1 阵列管泵浦源结构分析 (10)3.1.2 激光晶体棒选取 (10)3.1.3 聚光结构设计 (12)3.2 模拟分析与推导 (12)3.2.1 泵浦高斯光强修正 (12)3.2.2 热传导方程与温度场 (13)3.2.3 激光棒内的温度分布 (13)3.2.4 激光棒内的热应力和热应力双折射 (14)3.3 讨论 (17)4 总结 (18)致谢 . (18)参考文献 (19)1 绪论世界上第一个激光器的成功演示距今已经40多年了。
高能量 LD 泵浦 Nd ∶YAG 板条激光器
高能量 LD 泵浦Nd ∶YAG 板条激光器沈兆国;唐刚峰;董涛;羊毅;滕云鹏;蔡猛;孙军【摘要】为了获得高能量532 nm 激光输出,利用电光调 Q 晶体 LN,通过调 Q 同步驱动技术和LD 侧面泵浦板条技术,获得高能量窄脉宽1.06μm 激光输出,泵浦非线性晶体 KTP 进行频率变换,实现高能量532 nm 激光输出。
在电源输入电流120 A、调 Q 驱动频率10 Hz 的条件下,获得264 mJ 的1.06μm 激光。
利用该1.06μm 激光泵浦 KTP 获得最高能量为185 mJ 的532 nm 绿光激光输出,1.06μm 到532 nm 的转化效率为70%。
实验结果表明:通过电光调 Q技术和LD 侧面泵浦技术,可以实现高能量窄脉宽1.06μm 激光输出,泵浦 KTP 可获得高能量绿光激光输出。
%To get high energy green laser,using electro-optical Q-switched crystal LN,1.06 μm high energy narrow width laser output is obtained through Q-switched synchronization driving technology and LD-side-pumped slab tech-nology.KTP is pumped to get high energy green laser output.As the input current is 120 A and the Q-switched fre-quency is 10 Hz,1.06 μm laser output energy is 264 mJ,and optical-to-optical conversion efficiency is 70%.Experi-ment results indicate that high repetition narrow width 1.06 μm laser can be obtained through electro-optical Q-switched driving technology and LD-side-pumped technology,and high energy green laser output can be gotten by pumping KTP.【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】4页(P187-190)【关键词】激光器;电光调 Q;板条;绿光【作者】沈兆国;唐刚峰;董涛;羊毅;滕云鹏;蔡猛;孙军【作者单位】中航工业洛阳电光设备研究所,河南洛阳 471009;中航工业洛阳电光设备研究所,河南洛阳 471009;中航工业洛阳电光设备研究所,河南洛阳471009;中航工业洛阳电光设备研究所,河南洛阳 471009;中航工业洛阳电光设备研究所,河南洛阳 471009;中航工业洛阳电光设备研究所,河南洛阳 471009;南开大学物理学院,天津 300071【正文语种】中文【中图分类】TN248随着激光技术发展,要求激光器频率越来越高、体积越来越小、维护越来越简单,效率高、寿命长、易维护的半导体泵浦板条激光器是激光器工程化较佳选择,采用半导体泵浦激光器已在国内外激光领域得到广泛应用。
NdYAG激光器的特性及其在医学领域的应用
Nd:YAG激光器的特性及其在医学领域的应用newmaker激光是60年代初出现的一种新型光源,激光以其高亮度、高单色性、高方向性和高相干性,引起普遍重视,并很快在工农业生产、科学技术、医疗、国防等各个领域得到广泛应用。
激光医学是激光技术与医疗科学有机结合的产物,激光在70 年代开始广泛用于临床;90 年代,随着新型激光器的研制成功,激光与医疗、生物组织科学紧密结合,研究范围日益扩大。
Nd:YAG 激光器以其增益高、阈值低、量子效率高、热效应小、机械性能良好、适合各种工作模式(连续、脉冲) 等特点,在当今各种固体激光器中应用物质相互作用的效果是不同的,不同波长的Nd:YAG激光器采用连续、脉冲等方式工作使激光与不同部位的生物组织相互作用,可以获得良好的疗效。
医用Nd:YAG 激光器在外科手术、眼科、牙科、口腔科、耳鼻喉科、皮肤科、美容等方面应用广泛,特别是治疗皮肤色素性疾病,有创伤小、愈合好、无疤痕等独特优点,本文主要介绍Nd:YAG 激光器的特性以及在治疗皮肤疾病方面的应用,使读者了解各种激光器的性能及不同种类激光治疗仪的治疗效果。
一、Nd:YAG 激光器的特性能产生激光的系统,称为激光器。
一台简单的激光器通常由工作物质、泵浦源和谐振腔三部分组成。
自1960 年第一台激光器诞生以来,已有上百种激光器问世。
形形色色的激光器彼此之间差异极大,根据产生激光的工作物质,有气体、液体、固体和半导体激光器等。
固体激光器是以固态基质中掺入少量激活元素为工作物质的激光器,工作物质的物理化学性能主要取决于基质材料,而其光谱特性主要由发光粒子的能级结构决定。
但发光粒子受基质材料的影响,其光谱特性将有所变化,有的甚至变化很大。
用作基质的主要有刚玉、石榴石晶体及各种玻璃等。
发光粒子称为激活离子,最常用的激活离子为钕、铬等稀土元素离子。
例如世界上第一台激光器所用工作物质为红宝石,就是掺入极少量铬离子的刚玉。
以掺有一定量钕离子(Nd3 + ) 的钇铝石榴石( YAG) 晶体为工作物质的激光器,称为掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG) 激光器。
侧面泵浦Nd_YAG连续激光器
第32卷 第4期 激光与红外Vol.32,No.4 2002年8月 LASER & INFRARED August,2002・激光器技术・ 文章编号:100125078(2002)0420240203侧面泵浦Nd∶Y A G连续激光器刘 媛,方高瞻,王小薇,刘 斌,马骁宇,肖建伟(中国科学院半导体研究所,北京100083)摘 要:介绍了一种二极管侧面泵浦的Nd∶Y A G连续激光器,采用了简单、实用的侧面泵浦结构,获得37.9W的连续1.064nm的激光输出,斜效率为31.5%,光效率为23.7%。
关键词:侧面泵浦;二极管泵浦头;光纤准直;泵浦腔中图分类号:TN248.1;TN365 文献标识码:ALaser Diode Side2pumped CW Nd∶YAG LasersL IU Yuan,FAN G G ao2zhan,WAN G Xiao2wei,L IU Bin,MA Xiao2yu,XIAO Jian2wei(Institute of Semiconductors,CAS,Beijing100083,China)Abstract:a LD side2pumped cw Nd∶Y A G laser is introduced.By using a simple,practical side2pum ped structure,theoutput of37.9W in1.064nm is obtained.The slo pe efficiency is31.5%and the optical efficiency is23.7%K ey w ords:side2pumped;diode pumped head;fibre align;pump cavity1 引 言进入九十年代以来,随着大功率半导体激光器的制作工艺进一步成熟,大功率半导体泵浦的固体激光器(DPSSL)得到了蓬勃的发展。
高峰值功率大能量Nd_Ce_YAG激光器的研究 (1)
第5卷 第2期 2007年4月光学与光电技术O PT ICS &OP T O EL ECT RO NI C T ECH N OL OG YVo l.5,No.2 A pril,2007收稿日期 2006-09-15; 收到修改稿日期 2006-10-28作者简介 任竞骁(1978-),男,硕士研究生,主要从事固体激光器的研究工作。
E -mail:123@文章编号:1672-3392(2007)02-0025-02高峰值功率大能量Nd B Ce B YAG 激光器的研究任竞骁 叶 艾 张红波 陈 伟(华中光电技术研究所,武汉430073)摘要 将氙灯抽运Nd:Ce:YAG 激光器作为主振荡器,一级抽运Nd B YA G 放大,实现了能量为1.8J,脉宽为8ns,束散角为2.3m rad,重复频率为20H z 的激光输出,峰值功率达0.22GW 。
该激光器体积更小,效率更高,可靠性更强。
关键词 高峰值功率;双Q 开关;双程放大中图分类号 TN248 文献标识码 A1 引 言近年来,远程激光测距、激光软杀伤、光电对抗等领域对高峰值功率激光输出功率的要求越来越高[1]。
目前研制的高功率固体激光器多采用二极管抽运激光器作为主振荡级,经氙灯抽运的激光放大器(MOPA)功率放大后进行并联和束的方法输出[1],或者直接采用多级二极管抽运(高达7~8级)功率放大的技术输出[2]。
采用二极管抽运的主振荡器输出能量较低且结构复杂,为达到高功率输出,致使激光器放大级级数较多,整机体积庞大,调整要求很高,严重制约了高功率激光器的应用。
为此,需要研制具有光路结构简单、级数少、体积小、电光转换效率高等优点,符合小型化、轻型化要求[3]的高峰值功率大能量激光器。
2 系统设计采取的设计方案是将氙灯抽运的双Q 开关Nd B Ce B YAG 激光器作为主振荡器,功率放大器采用双程放大工作结构,主要解决热退偏,以及消除激光器自激等问题。
高重复频率LD侧面泵浦Nd_YAG电光调Q激光器
第23卷增刊光电工程V o l123, Sup. 1996年12月Op to2E lectron ic Engineering D ec,1996 高重复频率LD侧面泵浦N d∶YA G电光调Q激光器Ξ王卫民 杨成龙 陈津燕 唐 淳杨森林 廖银燕 邵英斌(中国工程物理研究院流体物理研究所,成都,610003)吕百达 蔡邦维(四川联合大学激光物理与化学研究所,成都,610064)摘要 文中介绍二极管激光侧泵浦Q开关激光器,激光介质是N d∶YA板条,几何尺寸为20.3mm×5mm×2.5mm,二极管激光与板条之间用柱透镜耦合,激光谐振腔为平凹腔,输出镜曲率半径为1m,透光率T=0.33。
用KD★P电光Q开关,得到输出脉宽为12.7n s、单脉冲能量1.97m J的激光,光束质量M2x=2.69、M2y=1.87,重复频率98H z。
主题词 Q开关激光器,二极管泵浦,二极管激光器。
H igh Repetition Ra te LD Side-Pu m ped Nd∶YAGElectro-Optic Q-Sw itched La serW ang W e i m i n,Yang Chenglong,Chen J i nyan,Tang Chun,Yang Sen l i n,L i ao Y i nyan,Shao Y i ngb i n(Institu te of F lu id P hy sics,Ch ina A cad e m y ofE ng ineering P hy sics,Cheng d u,610003)L u Ba ida,Ca i Bangwe i(Institu te of laser P hy sics and Che m istry,S ichuan U n ion U n iversity,Cheng d u,610064)Abstract A di ode laser side2pum ped N d∶YA G Q2s w itched laser is p resen ted inthe pap er.T he laser m edium is N d∶YA G slab.T he slab size is20.3mm×5mm×2.5mm.A cylindrical rod len s is u sed as coup ler betw een the LD and the N d∶YA GΞ该课题得到国家高技术863资助。