百瓦级全固态绿光激光器的实验研究
固体激光倍频、调Q实验
声光调Q倍频YAG激光器实验声光调制器由石英晶体、铌酸锂或重火石玻璃作为声光介质，通过压电晶体电声转换器将超声波耦合，在声光介质中产生超声波光栅，介质的折射率被周期性调制形成折射率体光栅。
在腔内采用该技术，可将连续的1064nm基频光变换成10KHz的高重复率脉冲激光，由于具有重复频率和峰值功率高的特点，可获得高平均功率的倍频绿光输出。
【实验目的】（1）掌握声光调Q连续激光器及其倍频的工作原理；（2）学习声光调Q倍频激光器的调整方法；（3）了解声光调Q固体激光器的静态和动态特性，并掌握测试方法；（4）学习倍频激光器的调整方法。
【实验原理】【实验原理】声光调Q倍频连续YAG激光器的工作原理（1）声光调Q基本原理：图1 声光调制器工作原理声光调制器是由石英晶体、铌酸锂、或重火石玻璃做为声光介质，通过电声换能器（压电晶体）将超声波耦合进去，在声光介质中产生超声波光栅。
超声波光栅将介质的折射率进行周期性调制，从而进一步形成折射率体光栅。
如图1所示。
光栅公式如下式（1）式（1）中，是声光介质中的超声波波长，为布拉格衍射角，为入射光波波长，n为声光介质的折射率。
当入射光以布拉格角入射时，出射光将被介质中的体光栅衍射到一级衍射最大方向上。
利用声光介质的这种性质，可以对激光谐振腔内的光束方向进行调制。
当加入声光调制信号时，光束偏转出腔外，不能在腔内形成振荡，即此时为高损耗腔。
在此期间泵浦灯注入给激活介质（激光晶体）的能量储存在激光上能级，形成高反转粒子数。
当去掉声光调制信号时，光束不被偏转，在腔内往返，形成激光振荡。
由于前面积累的高反转粒子数远远超过激光阈值，所以瞬时形成脉冲激光输出，从而形成窄脉宽、高能量的激光脉冲。
声光调Q激光器工作在几千周到几十千周的调制频率下，所以可以获得高重复率、高平均功率的激光输出。
（2）倍频器件工作原理：图2 倍频晶体折射率椭球及通光方向示意图由于晶体中存在色散现象，所以在倍频晶体中的通光方向上，基频光与倍频光所经历的折射率与是不同的。
绿光激光器
绿光激光器激光是一种由一束光线组成的光束，它有很高的单色性和高的相干性。
这些特点使得激光广泛应用于各种科学、医学和工业领域。
绿光激光器是一种激光器，其输出光波长为绿色。
激光器的基本原理激光器是一种光学器件，它主要包含三个部分：激活介质、激发能源和反射镜。
激发能源通常是一个光或电源，它供给激活介质能量，使其电离。
激活介质在受到激发能源的作用下，能够释放出光辐射，而这种光辐射被反射镜反射回激活介质中，再次使它产生更多的辐射，从而形成一束强度和相位非常稳定的激光光束。
绿光激光器的特点绿光激光器的输出波长为532nm，这种波长在可见光谱的绿色区域，因此它的光线对人眼的刺激是很强的。
绿光激光器具有单色性好、相干性强、光束质量高等特点，因此非常适用于各种精密加工和检测领域。
此外，绿光激光器还可以用于医学治疗，如治疗青光眼、近视等眼病。
绿光激光器的应用绿光激光器在生物医学、工业领域和科学实验等方面有着广泛的应用。
其中，生物医学应用是绿光激光器的主要应用之一。
它可以用于激发荧光染料、激发光敏剂、治疗肾结石、去除皮肤胎记等方面。
在工业领域中，绿光激光器主要应用于纺织、鞋材、皮革、塑料等材料的切割、焊接、打标等。
在科学实验领域中，绿光激光器还可以用于低温物理、化学、生物等研究中。
绿光激光器的优缺点绿光激光器相较于其他激光器有其优缺点，其主要优点包括：具有高的光束质量、单色性好、相干性强、光和物质的相互作用强、能量密度高；主要缺点包括：成本相对较高、维护成本较高、危险系数高、稳定性差。
总体来说，绿光激光器具有非常广泛的应用前景和潜力。
随着科技的发展以及制造技术的不断完善，绿光激光器将会越来越多地应用于各个领域。
高性能全固态大功率绿光激光器融资投资立项项目可行性研究报告(中撰咨询)
高性能全固态大功率绿光激光器立项投资融资项目可行性研究报告(典型案例〃仅供参考)广州中撰企业投资咨询有限公司地址：中国〃广州目录第一章高性能全固态大功率绿光激光器项目概论 (1)一、高性能全固态大功率绿光激光器项目名称及承办单位 (1)二、高性能全固态大功率绿光激光器项目可行性研究报告委托编制单位 (1)三、可行性研究的目的 (1)四、可行性研究报告编制依据原则和范围 (2)（一）项目可行性报告编制依据 (2)（二）可行性研究报告编制原则 (2)（三）可行性研究报告编制范围 (4)五、研究的主要过程 (5)六、高性能全固态大功率绿光激光器产品方案及建设规模 (6)七、高性能全固态大功率绿光激光器项目总投资估算 (6)八、工艺技术装备方案的选择 (6)九、项目实施进度建议 (6)十、研究结论 (7)十一、高性能全固态大功率绿光激光器项目主要经济技术指标 (9)项目主要经济技术指标一览表 (9)第二章高性能全固态大功率绿光激光器产品说明 (15)第三章高性能全固态大功率绿光激光器项目市场分析预测 (15)第四章项目选址科学性分析 (15)一、厂址的选择原则 (15)二、厂址选择方案 (16)四、选址用地权属性质类别及占地面积 (17)五、项目用地利用指标 (17)项目占地及建筑工程投资一览表 (18)六、项目选址综合评价 (19)第五章项目建设内容与建设规模 (19)一、建设内容 (19)（一）土建工程 (20)（二）设备购臵 (20)二、建设规模 (21)第六章原辅材料供应及基本生产条件 (21)一、原辅材料供应条件 (21)（一）主要原辅材料供应 (21)（二）原辅材料来源 (21)原辅材料及能源供应情况一览表 (21)二、基本生产条件 (23)第七章工程技术方案 (24)一、工艺技术方案的选用原则 (24)二、工艺技术方案 (25)（一）工艺技术来源及特点 (25)（二）技术保障措施 (25)（三）产品生产工艺流程 (25)高性能全固态大功率绿光激光器生产工艺流程示意简图 (26)三、设备的选择 (26)（一）设备配臵原则 (26)（二）设备配臵方案 (27)主要设备投资明细表 (28)第八章环境保护 (28)一、环境保护设计依据 (29)二、污染物的来源 (30)（一）高性能全固态大功率绿光激光器项目建设期污染源 (30)（二）高性能全固态大功率绿光激光器项目运营期污染源 (31)三、污染物的治理 (31)（一）项目施工期环境影响简要分析及治理措施 (31)1、施工期大气环境影响分析和防治对策 (32)2、施工期水环境影响分析和防治对策 (35)3、施工期固体废弃物环境影响分析和防治对策 (37)4、施工期噪声环境影响分析和防治对策 (38)5、施工建议及要求 (39)施工期间主要污染物产生及预计排放情况一览表 (41)（二）项目营运期环境影响分析及治理措施 (42)1、废水的治理 (42)办公及生活废水处理流程图 (42)生活及办公废水治理效果比较一览表 (43)生活及办公废水治理效果一览表 (43)2、固体废弃物的治理措施及排放分析 (43)3、噪声治理措施及排放分析 (45)主要噪声源治理情况一览表 (46)四、环境保护投资分析 (46)（一）环境保护设施投资 (46)（二）环境效益分析 (47)五、厂区绿化工程 (47)六、清洁生产 (48)七、环境保护结论 (48)施工期主要污染物产生、排放及预期效果一览表 (50)第九章项目节能分析 (51)一、项目建设的节能原则 (51)二、设计依据及用能标准 (51)（一）节能政策依据 (51)（二）国家及省、市节能目标 (52)（三）行业标准、规范、技术规定和技术指导 (53)三、项目节能背景分析 (53)四、项目能源消耗种类和数量分析 (55)（一）主要耗能装臵及能耗种类和数量 (55)1、主要耗能装臵 (55)2、主要能耗种类及数量 (55)项目综合用能测算一览表 (56)（二）单位产品能耗指标测算 (56)单位能耗估算一览表 (57)五、项目用能品种选择的可靠性分析 (58)六、工艺设备节能措施 (58)七、电力节能措施 (59)八、节水措施 (60)九、项目运营期节能原则 (60)十、运营期主要节能措施 (61)十一、能源管理 (62)（一）管理组织和制度 (62)（二）能源计量管理 (62)十二、节能建议及效果分析 (63)（一）节能建议 (63)（二）节能效果分析 (64)第十章组织机构工作制度和劳动定员 (64)一、组织机构 (64)二、工作制度 (64)三、劳动定员 (65)四、人员培训 (66)（一）人员技术水平与要求 (66)（二）培训规划建议 (66)第十一章高性能全固态大功率绿光激光器项目投资估算与资金筹措 (67)一、投资估算依据和说明 (67)（一）编制依据 (67)（二）投资费用分析 (69)（三）工程建设投资（固定资产）投资 (69)1、设备投资估算 (69)2、土建投资估算 (69)3、其它费用 (70)4、工程建设投资（固定资产）投资 (70)固定资产投资估算表 (70)5、铺底流动资金估算 (71)铺底流动资金估算一览表 (71)6、高性能全固态大功率绿光激光器项目总投资估算 (71)总投资构成分析一览表 (72)二、资金筹措 (72)投资计划与资金筹措表 (73)三、高性能全固态大功率绿光激光器项目资金使用计划 (73)资金使用计划与运用表 (74)第十二章经济评价 (74)一、经济评价的依据和范围 (74)二、基础数据与参数选取 (75)三、财务效益与费用估算 (76)（一）销售收入估算 (76)产品销售收入及税金估算一览表 (76)（二）综合总成本估算 (77)综合总成本费用估算表 (77)（三）利润总额估算 (78)（四）所得税及税后利润 (78)（五）项目投资收益率测算 (78)项目综合损益表 (79)四、财务分析 (80)财务现金流量表（全部投资） (81)财务现金流量表（固定投资） (83)五、不确定性分析 (84)盈亏平衡分析表 (85)六、敏感性分析 (86)单因素敏感性分析表 (86)第十三章高性能全固态大功率绿光激光器项目综合评价 (87)第一章项目概论一、项目名称及承办单位1、项目名称：高性能全固态大功率绿光激光器投资建设项目2、项目建设性质：新建3、项目承办单位：广州中撰企业投资咨询有限公司4、企业类型：有限责任公司5、注册资金：100万元人民币二、项目可行性研究报告委托编制单位1、编制单位：广州中撰企业投资咨询有限公司三、可行性研究的目的本可行性研究报告对该高性能全固态大功率绿光激光器项目所涉及的主要问题，例如：资源条件、原辅材料、燃料和动力的供应、交通运输条件、建厂规模、投资规模、生产工艺和设备选型、产品类别、项目节能技术和措施、环境影响评价和劳动卫生保障等，从技术、经济和环境保护等多个方面进行较为详细的调查研究。
5.2_W_高重频257_nm_深紫外皮秒激光器
文章编号 2097-1842（2023）06-1318-065.2 W 高重频257 nm 深紫外皮秒激光器范灏然1，陈 曦1 *，郑 磊1，谢文侠1，季 鑫1，郑 权1,2（1. 长春新产业光电技术有限公司, 吉林 长春 130012；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）摘要：为了提高半导体检测用深紫外激光器的检测效率，需要搭建高功率、高重频257 nm 深紫外皮秒激光器实验平台。
本文以光子晶体光纤放大器和腔外四倍频结构为基础，进行了257 nm 深紫外激光器的实验研究。
种子源采用中心波长为1 030 nm 、脉冲宽度为50 ps 的光纤激光器，输出功率为20 mW ，重复频率为19.8 MHz 。
通过两级掺镱双包层（65 μm/275 μm ）光子晶体光纤棒放大结构，获得了1 030 nm 高功率基频光。
利用二倍频晶体LBO 、四倍频晶体BBO ，采用腔外倍频方式获得了257 nm 深紫外激光。
种子源通过两级光子晶体光纤放大器输出的1 030 nm 基频光，输出功率为86 W ，经过激光聚焦系统后，倍频得到二次谐波515 nm 激光输出功率为47.5 W ，四次谐波257 nm 深紫外激光输出功率为5.2 W ，四次谐波转换效率为6.05%。
实验结果表明，该结构可获得高功率257 nm 深紫外激光输出，为提高半导体检测用激光器的检测效率提供了新思路。
关 键 词：深紫外皮秒激光器；高重频；光子晶体光纤放大器；四次谐波产生中图分类号：TP394.1;TH691.9 文献标志码：A doi ：10.37188/CO.2023-0026High repetition frequency 257 nm deep ultraviolet picosecondlaser with 5.2 W output powerFAN Hao-ran 1，CHEN Xi 1 *，ZHENG Lei 1，XIE Wen-xia 1，JI Xin 1，ZHENG Quan 1,2（1. Changchun New Industries Optoelectronics Technology Co., Ltd , Changchun 130012, China ；2. Changchun Institute of Optics , Fine Mechanics and Physics ,Chinese Academy of Sciences , Changchun 130033, China ）* Corresponding author ，E-mail : *******************Abstract : To improve the detection efficiency of deep ultraviolet laser for semiconductor detection, it is necessary to develop 257 nm deep ultraviolet picosecond laser with high power and high repetition frequency. In this study, a 257 nm deep ultraviolet laser was experimentally investigated based on photonic fiber amplifier and extra-cavity frequency quadrupling. The seed source uses a fiber laser with a central wavelength of 1 030 nm and a pulse width of 50 ps, delivering a power output of 20 mW and a repetition frequency of 19.8 MHz. High power 1 030 nm fundamental frequency light was obtained through a two-stage ytterbium-doped double cladding (65 μm/275 μm) photonic crystal fiber rod amplification structure, and收稿日期：2023-02-11；修订日期：2023-03-13基金项目：长春市科技发展计划重点研发专项（No. 21ZGG15）Supported by the Key R & D Projects of Changchun Science and Technology Development Plan (No.21ZGG15)第 16 卷 第 6 期中国光学（中英文）Vol. 16 No. 62023年11月Chinese OpticsNov. 2023257 nm deep ultraviolet laser was generated using double frequency crystal LBO and quadruple frequency crystal BBO. The seed source uses a two-stage photonic crystal fiber amplifier to get a 1 030 nm laser with output power of 86 W. After the laser focusing system and frequency doubling, a second harmonic output power of 47.5 W at 515 nm and a fourth harmonic output power of 5.2 W at 257 nm were obtained.The fourth harmonic conversion efficiency was 6.05%. The experimental results show that this structure can ob-tain high power 257 nm deep ultraviolet laser output, providing a novel approach to improve the detection ef-ficiency of the lasers for semiconductor detection.Key words: deep ultraviolet picosecond laser；high repetition frequency；photonic crystal fiber amplifier；fourth harmonic generation1 引 言高重频深紫外皮秒激光器，因具有分辨率高、加工速率快、热损伤低等特性，被广泛应用于半导体检测、光刻以及精密材料加工等工业领域[1-6]。
双脉冲输出激光器设计
双脉冲输出激光器设计李腾飞;于复生;孙中国;殷盛江;时维康【摘要】激光器作为一种重要的辅助光源已被广泛应用于用于材料加工、激光加工、精密测量和精密加工等工业环境中。
文章设计了一种双脉冲输出光器，对其进行了理论及实验装置结构设计，并对设计进行了可行性验证试验，结果表明：在LD 泵浦源的激励下，产生了最高功率达到0．57 W 的双脉冲绿色激光；随着泵浦源电流的增大，得到的绿色激光的光功率越大，直到其达到峰值；通过光电转换，采用高速示波器进行双脉冲的光信号采集，检测出激光脉冲的周期和脉宽均为20μs。
%As an important secondary source,laser has been widely used in materials processing, laser processing,precision measurement and precision machining.Based on the stress changes of the face milling cutter tools under the high-speed intermittent cutting,the paper created a kindof double pulse laser,designed its experimental device and theory,and carried out a good feasibility test.The results show:through the LD as the pump source,getting the double pulse green light which maximum poweris up to 0.57 W;with the increase of pump source current,the green laser's power is bigger and bigger,until reach the peak.Through the photoelectric conversion,in the experiment,high-speed oscilloscope is used for double-pulse optical signal collection,testing the laser pulse period and pulse width being 20us.【期刊名称】《山东建筑大学学报》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】5页(P585-589)【关键词】双脉冲;激光器;LD【作者】李腾飞;于复生;孙中国;殷盛江;时维康【作者单位】山东建筑大学机电工程学院，山东济南 250101;山东建筑大学机电工程学院，山东济南 250101; 山东省高校机械工程创新技术重点实验室，山东济南250101;山东建筑大学机电工程学院，山东济南 250101;山东建筑大学机电工程学院，山东济南 250101;山东建筑大学机电工程学院，山东济南 250101【正文语种】中文【中图分类】TN242现如今半导体激光器的应用愈来愈普遍，固态高功率双脉冲输出绿光激光器的研究得到了快速发展，脉冲激光器因为其特有的双脉冲信号，已被用于材料加工、激光加工、精密测量和精密加工等工业环境中。
中科院物构所攻克蓝绿光固体激光器关键技术
提供的详 细测试数 据 ．并 由王钢研 究员代表 测试 组
做了 “ 检测报告 ” 。按照 甲方测试方 案进行 的测试结
果表 明：光纤二维 定位精度大 部分 （３／５）单元 、 ２０２６ 绝 大部分测试 点 （ ％）达 到了定位精度 的要求 。 ９ ７
验收 组一 致认 为 ．中国科 大研 制 的小 焦 面板 、 光纤单元 、控制 系统软硬件 和光纤 位置 检测 系统 达 到 了技 术要求 ．Ｌ Ｍ Ｓ Ａ Ｏ Ｔ分 区并 可 控光纤 定位 系
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试 方 面 ．Ｅ Ｔ 始终 处 于前 沿位 置 ， 并 且是 国际 电 ＳＩ 工委员会 （Ｅ ）６ ４ ６号和 ６ ２５号标 准 的主要 创 ＩＣ １１ １１
统是个创 新 。验 收结论 明确 指 出 ：该 小系统 可 以通 过实验 室验 收 ．并开 始在兴 隆现场 安装 。验 收组 希 望项 目组继 续研 究和 改进 ４０ ０单 元 的生产 装配 工 ０
立者 。６ ２ ５号标准 即 《 面晶体 硅太 阳 能光 伏组 １１ 地
件 的设计 资格 和审批类 型》 １１ ，６４６号是对 于薄膜技
术 的相应准则 。 随着 新的薄膜 生产技 术 的发 展 ，欧 洲及世 界市
场迫切需 要一个 系统方法 来应 对这些 新技术 的质量
艺 ，提高单元 的精度 ，按时 完成光 纤定位 大 系统 的
装备制造 业的 自主创 新 ，从 根本上改 变 民族汽车 缺 乏核心竞争力 的现状 。
国内制造 的汽 车生产 设备落后 １ ０年以上
我 国汽 车工 业 经 过 ４ ０年 的艰 苦创 业 、巩 固 、 调整与发展 。已形成相 当规模 ，并 明确 了发展方 向。 但是 。目前我 国汽车工业 与世界 先进水 平还有 相 当 大 的差距 ，其 中最主要 的是新技 术 、新 装备应 用 的 相 对落后 。自主开发 能力较弱 。 中国汽车工 程学会 汽车装备部部 长陈长年 表示 ，从整体 看 ，国 内装备 制造 业水平 尚不能满 足汽车工 业发展 的需要 ，很多 关 键技术过分 依赖 国外 。以车 身激光 焊为 例 ，这是 轿车车 身制 造 的关键 技术 。对 提高 汽车质 量和安全 性能起着 重要作用 。但 目前这 项技术 却为 国外所 垄 断 。国内只有合 资企 业才能通 过引进 设备 使用 这种 焊接技术 。而在民族品牌汽车 中尚属空 白。 这样 的情 况并 非孤 例 。统 计显 示 。从 “ 七五 ” 到 “ 五” 十 ．我 国汽 车工业 装备 的国产 化率 越来 越 低 ，目前在轿 车合 资企业 中 ，生 产装备 的 国产 化率
固体激光原理与技术综合实验
固体激光原理与技术综合实验半导体泵浦固体激光器（Diode-Pumped solid-state Laser，DPL），是以激光二极管（LD）代替闪光灯泵浦固体激光介质的固体激光器，具有效率高、体积小、寿命长等一系列优点，在光通信、激光雷达、激光医学、激光加工等方面有巨大应用前景，是未来固体激光器的发展方向。
本实验的目的是了解并掌握半导体泵浦固体激光器的工作原理、构成和调试技术，以及调Q、倍频等激光技术的原理和应用。
实验一半导体泵浦光源特性测量实验【实验目的】1．掌握半导体泵浦激光器的原理2．掌握半导体泵浦激光器的使用方法【实验仪器】半导体泵浦激光器、激光功率计、机械调整部件【实验原理】上世纪80年代起，生长半导体激光器（LD）技术得到了蓬勃发展，使得LD的功率和效率有了极大的提高，也极大地促进了DPSL技术的发展。
与闪光灯泵浦的固体激光器相比，DPSL的效率大大提高，体积大大减小。
在使用中，由于泵浦源LD的光束发散角较大，为使其聚焦在增益介质上，必须对泵浦光束进行光束变换（耦合）。
泵浦耦合方式主要有端面泵浦和侧面泵浦两种，其中端面泵浦方式适用于中小功率固体激光器，具有体积小、结构简单、空间模式匹配好等优点。
侧面泵浦方式主要应用于大功率激光器。
本实验采用端面泵浦方式。
端面泵浦耦合通常有直接耦合和间接耦合两种方式，如下：（图1）直接耦合：将半导体激光器的发光面紧贴增益介质，使泵浦光束在尚未发散开之前便被增益介质吸收，泵浦源和增益介质之间无光学系统，这种耦合方式称为直接耦合方式。
直接耦合方式结构紧凑，但是在实际应用中较难实现，并且容易对LD造成损伤。
间接耦合：指先将半导体激光器输出的光束进行准直、整形，再进行端面泵浦。
本实验采用间接耦合方式，间接耦合常见的方法有三种，如下：a 组合透镜系统耦合：用球面透镜组合或者柱面透镜组合进行耦合。
b 自聚焦透镜耦合：由自聚焦透镜取代组合透镜进行耦合，优点是结构简单，准直光斑的大小取决于自聚焦透镜的数值孔径。
全固态绿光激光器的噪声特性研究(精)
第 33卷第 1期激光与红外 Vol. 33,No. 1 2003年 2月 LASER & INFRARED February ,2003文章编号 :100125078(2003 0120040203全固态绿光激光器的噪声特性研究郑权 1, 张秋松 2, 刘天虹 1, 薛庆华 1, 钱龙生 1(1. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 , 吉林长春 130022;2. 中海油田服务公司测井事业部 , 北京 101149摘要 :观察了用 LD 泵浦 Nd ∶Y VO 4晶体 , 用Ⅱ类临界位相匹配 KTP绿光激光器的噪声特性 , 。
分别采用谐振腔内插入布氏片和采用Ⅰ类位相匹配 BBO ,稳定输出。
关键词 :LD泵浦 ; 绿光激光器 ; 噪声中图分类号 :TN248. 1Ch aracteristics of A ll 2solid 2state G reen LaserZHEN G Quan 1, ZHAN G Qiu 2song 2, L IU Tian 2hong 1, XU E Qing 2hua 1, Q IAN Long 2sheng 1 (1. Changchun institute of Optics , Fine Mechanics and Physics , CAS , Changchun 130022,China ;2. Well 2measureing Department , Zhonghai oil service company , Beijing 101149, ChinaAbstract :The noise characteristics of LD 2pumped Nd ∶ Y VO 4/KTP (Ⅱ 2typed green lasers were observed in this pa 2 per. It shows the noise has arisen from the cou pling of different longitude modes in the frequency doubler — KTP. At last , two effective methods to eliminate green noise , including inserting a Brewster plate in the resonator of a Nd ∶ YVO 4/KTP laser , and using type 2Ⅰ phase matching BBO as the frequency doubler , were introduced , res pectively.K ey w ords :LD 2pumped ; green laser ; noise1引言激光器的噪声特性是衡量激光器性能的重要指标之一。
高效率TEM00模绿光激光器动态稳定腔设计与实验研究
验证 明这两种动态稳定腔均具有较大的基模体积， 而且可以在额定抽运功率下稳定工作， 获得
了 １．Ｗ Ｅ 。 ５２ｍ 激 光 ， 模 绿 光 的 电 一光 转换 效 率 为 ３２ ， 一光 转换 效 率７４ １２ Ｔ Ｍ。 模 ３ｎ 单 ．％ 光 ．％ （０ ５３ ｍ） 其重 复频 率为 １ｋ ｚ脉 宽 １０ ｓＭ 为 １８ 功率不 稳定 度 １１ （ Ｍ ） ８８— ２ ｎ ， ０Ｈ 、 １ｎ、 ．， 。％ Ｒ Ｓ 。
．
Ｔ ｅ ｅｅ ｔ ｃ －ｏ ｏ ｔ ａ ｏ ｖ ｒ ｉｎ ｅ ｉｉ ｎ ｙ ａ ｄ ｔ ｅ ｏ ｔ ａ － － ｐ ｃ ｏ ｖ ｒｉｎ ｅ ｃｅ ｃ ｒ ． ％ ａ ｄ７． ％ ． ｈ ｌ ｒ ａ ｔ ・ ｐ ｉｌ ｃ ｎ ｅ ｓｏ ｆ ｃ ｅ ｃ ｈ ｐ ｃ ｔ ｏ ｔ ａ ｃ ｎ ｅ ｓ ｆ ｉｎ ｙ ｗｅｅ ３ ２ ｃ ｉｌ ｃ ｎ ｉｌ ｏ ｉｌ ｏ ｉ ｎ ４
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第３ ６卷 第 ７期
２０ ０６年 ７月
激 光 与 红 外
Ｉ Ｅ ＡＳ Ｒ ＆ Ｉ ＲＡＲＥ ＮＦ Ｄ
Ｖ０ ． ６． ． １３ Ｎｏ ７
Ｊｌ ，０ ６ ｕｙ ２ ０
文章编号 ： ０ －０ ８ ２０ ）７０ ４ －４ １ １５７ （０６ ０ － ４０ ０ ５
全 固态绿 光激光器由于具有效率高 、 光束质量
光激光器的报道 ， 我们采用 以 Ｎ ：Ａ ｄＹ Ｇ为工作物质 的二极管侧面抽运激光态稳定腔设计 ， 实现 了重 复频率达 ０— ０ Ｈ 、 １ｋ ｚ ５ ｋ ｚ在 ０ Ｈ 时输 出功率 １ ．Ｗ、 １２ 脉宽 １０ ｓ １ｎ 的单模绿光输出 ３。 － ］
１ ． Ｗ ＥＭ０－ ｄ ３ ｎ ｏ ｔ ｕ ｏ ｅ ｉ ０ Ｈｚ ｒｐ ｔ ｉｎ ｒｔ ，１ ０ ｓｐ ｓ ｗ ｄ ，１ ８ ｄ １ １ ｓａ ｉ ｔ １２ Ｔ ｏ ｍｏ ｅ ５ ２ ｍ ｕ ｐ ｔｐ ｗ ｒ ｔ １ ｋ ｅ ｉ ｏ ｅ １ ｎ ｕ ｅ ｉ ｔ ｗ ｈ ｅ ｔ ａ ｌ ｈ ． Ｍ２ａ ． ％ ｔｂ ｌ ｙ ｎ ｉ
全固态连续波555nm黄-绿光激光器
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第 １ ５卷
第 ５期
光 学 精 密 工 程
Ｏｐ ｉｓ ａ ｄ Ｐｒ ｃｓｏ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｔ ｎ ｅ ｉｉ ｎ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｃ
Ｖｏ ． ５ Ｎｏ ５ １１ ．
Ｍ ａ ００ ｙ２ ７
２０ 年 ５ ０７ 月
文 章 编 号 １ ０ — ２ Ｘ（ Ｏ ７ ０ — ６ ４ ０ ０ ４ ９ ４ ２ Ｏ ） ５０ ７ —４
全 固态 连 续 波 ５ ５ａ 黄 一 光 激 光 器 ５ ｍ 绿
吕彦飞 ， 张喜和 ， 檀慧明。
（．长春理工大学 吉林 长春 １０２ ； １ ３０ ２
２ 中国科学院 长春光学精密机械 与物理研究所， ． 吉林 长春 １０ ３） ３０ ３
Байду номын сангаас
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ａ ５ ５ ５ ｎｍ ｌ ｓ ｉ － ｔ ｔ ｏｎ ｉ ｕｏ － ｖｅ ｙｅ ｌ ｗ－ ｅ ｎ ｌ ｓ ｒ ｗｉｈ ９ ｍ ｖｅｅ ｔ ｒ ｍ ａ ｌ ｏｌ ｓ ａ ６ ｃ ｔｎ ｕｓ ｗａ ｌｏ ｇｒ ｅ ａ ｅ ｔ ４６ ｎ ｗａ ｌｎｇ ｈ ｆ ｏ ｄ Ｆ３２ ９２ ｔａ ｉｉ ｎ ｉ ／一Ｉ／ ｒ ｎｓｔｏ ｎ Ｎｄ ：ＹＡ Ｇ ｎｄ １３ ａ ４２ ｎｍ ｖ ｌ ｎ ｈ ｆｏ ｗａ ｅ ｅ ｇｔ ｒ ｍ Ｆ３２ Ｉ３２ｔ ａ ｓ ｔｏ ｎ Ｎｄ ：ＹＶＯ４ｉ ／一 ｌ／ ｒ ｎ ｉｉ ｎ ｉ ｓ ｒ ｐｏ ｔ ｄ． ５ ５ ｎ ｙ ｌ ｅ ｒｅ ５ ｍ ｅ ｌ ｐｗ— ｅ ｎ ｌｓ ｒ ｉ ｂｔ ｉ ｄ ｕ ｉ ｇ ａ ｄ ｇｒ ｅ ａ ｅ ｓ ｏ ａ ｎｅ ｓ ｎ ｏｕｂ ｙ ｆ ｌ ｄ ｃ ｖｉｙ ａ ｙ — ｃ ｉｉａ ｈａ ｅ ｌ ｏ ｄｅ — ａ ｔ ｎｄ ｔ ｐｅ Ｉ ｒｔｃ ｌｐ ｓ ｍａｔ ｈ ｎｇ ＬＢＯ ｒ ｓ ａ ｎ ｒ ｃ ｖｉｙ ｓ ｍ ｒ ｑ ｎ ｙ ｍｉ ｉ ｇ ｂｙ ９ ６ ｍ ｎｄ ４２ ｎ ． ｈｅ ｈｅ ｉ ｉ ｎｔ ｃｉ ｃ ｙ ｔ ｌｉ ｔ ａ ａ ｔ ｕ ｆ ｅ ｕｅ ｃ ｘ ｎ ４ ｎ ａ １ ３ ｍ Ｗ ｎ ｔ ｎｃｄｅ ｐｕ ｐ ｄ ｐ ｗｅ ｓ ｏ ｍ ｅ ｏ ｒ ｆＮｄ ：ＹＡＧ ｎ ａ ｄ Ｎｄ ：ＹＶＯ ｃ ｙｓ ａ ｓａ ｅ １ ｎ ， ｅ ｐｅ ｔｖ ｌ ｔ ｔ ｔｐ ｒ ｔ ｌ ｒ Ｗ ａ ｄ ８ Ｗ ｒ ｓ ｃ ｉ ｅ ｙ， ｈｅｏｕ ｐｕ ｏｗ— ２ ｅ ｆ５ ５ ｎ ｙ ｌｏ ｇｒ ｅ ａ ｅ ｎ ＴＥＭ ｏ ｒ ｏ ５ ｍ ｅ ｌ ｗ— ｅ ｎ ｌ ｓ ｒｉ ｏｍｏｄ ｓ５ Ｗ ， ｌｏ ｉｓ ｐ ｗ ｅ ｔ ｂ ｌｔ ｎ ４ ｈ ｉ ｅ ｔ ｒ ｔ ｎ ｅ ｉ ４２ ｍ ａ ｓ ｔ ｏ ｒｓ ａ ｉｉｙ ｉ ｓ ｂ ｔ ｅ ｈａ
高转换效率绿光激光器的实验研究
接近 于 １ ． 比较 了普 通氪 灯 泵浦 方式 和 半导 体激 光 器 阵列 对称 泵 浦方 式 下 ， 频 光 的光束 质 量 的改 善 以 Ｅ 基 及 对 ＫＴ Ｐ倍 频 晶体转 换效 率 的影 响． 同时 ， 也研 究 了调 Ｑ 固体 激光 器 的重 复频 率 对倍 频 晶体 转换 效 率 的 影 响． 通过 实验 ， 测量 到普 通 氪灯 泵 浦方 式 中基 频 光 的平均 直 径为 ２ ３ ． ３ｍｍ， 导 体激 光 器泵 浦 方式 中基 半
（ 开 大学 物 理科 学 学 院 ，天 津 ３ ０ ７ 南 ０ ０ １）
摘 要 ： 半 导 体 激 光 器 阵列 对 称 式 侧 向泵 浦 Ｎ ： ＡＧ 激 光 棒 ， 用 ｄＹ 改善 了 基 频 光 质 量 ． 时 ， 高 了 ＫＴＰ倍 频 同 提 晶 体 的 转 换 效 率 ． 效 果 明显 优 于 半 导 体 激 光 器 端 面 泵 浦 或 普 通 氪 灯 侧 向 泵 浦 方 式 ． 过 实 验 测 量 到 普 通 氪 灯 其 通 泵 浦 方 式 中基 频 光 的 平 均 直 径 为 ２ ３ ， Ｄ 阵列 对 称 泵 浦 方 式 中基 频 光 的平 均 直 径 仅 为 １ ２ ． ３ｍｍ Ｌ ． ２ｍｍ， 且 呈 现 并
关 键 词 ： 浦 方 式 ； 频 光 ； 束 质 量 ；倍 频 晶体 ； 换 效 率 泵 基 光 转
中 图 分 类 号 ： ３ ０７ ４ 文献标识码 ： Ａ
０ 引
言
随着光 学 晶体制 备技 术 的 日趋 完 善 ， 种具 有高 非 线性 系数 的倍 频 晶体不 断地 研 制成 功 ， 工艺 成本 各 其 大 幅度 下 降 ， 价 比越 来越 高 口． 性 ］因此 ， 用廉 价 的倍 频 晶体 产 生 绿 光或 紫 外光 源 的方法 越 来越 受 到 人们 利 的青 睐 ． 倍频 、 倍 频 、 ｑ］二 三 四倍 频 乃 至 五倍 频 固体 激 光 器 的光束 质量 随着 晶体 生 长工 艺 的逐 步 成 熟 已 经得 到 了极 大 的改善 ． 特别 是 ， 半导 体泵 浦技 术 的 出现使 得倍 频激 光器 无论 是输 出功率 还是 光束 质量 都得
高稳定输出功率的全固态激光器
本文采用 ３ ２位 Ａ Ｍ 处 理 器 对 激 光 器 Ｌ ／ Ｒ Ｄ Ｃ Ｐ晶体的温度进行控制， 制精度达到了 ± ． Ｔ 控 ０ １℃。 在 此 基 础 上 ， 过 光 反 馈 控 制 实 现 了 波 动 在 通 ± ． ％ 以 内的长时 间高稳 定输 出。 ０１
第３ ２卷
第 ８期
发 光 学 报
ＣＨＩ ＮＥＳＥ ＯＵＲＮＡ Ｌ Ｊ ＯＦ ＬＵＭ Ｉ ＮＥＳＣＥＮＣＥ
Ｖｏ． ２ Ｎｏ ８ １３ ． Ａｕ ｇ．，２ Ｉ ０１
２１ ０ １年 ８月
文 章 编 号 ： ００７ ３ （ ０ ）８０ ３ －４ １０ －０ ２ ２ １ ０ －８００ １
度分 布不均 匀及 热透镜 效应将 使谐振 腔 的结构发 生变 化 。倍频 晶体 Ｋ Ｐ是 一种 双 折射 晶体 ， Ｔ 它在 进行 Ⅱ类 倍 频 时还 具 有 波 片 的 作 用 。 随着 Ｋ Ｐ Ｔ
温度 的改变 ，Ｋ Ｐ的波 片作用 及基 频光 的偏振 态 Ｔ
度 变化 以及 抽运 源功 率 波 动 等多 种 因素 ， 以 所
器 工作 时瞬态 的 电流 或 电压 尖峰很 容 易损坏激 光
器 ， 且 电流 、 度 的起 伏 还 会 引 起 光 功 率 的 变 而 温
Ｋ Ｐ晶体 进 行 温度 控 制来 获 得稳 定 的功 率 输 出 ， Ｔ
这种设 计会 在一定 程度上 降低 输 出绿光 的光束 质
收稿 日期 ： ０ １０ －８； 订 日期 ： ０ １３—６ ２ １－３０ 修 ２ １ ４５１ 基金 项 目 ：国 家 ８３项 目（０ ６ Ａ ３ １３ 资 助项 目 ６ ２０ Ａ ００ ０ ） 作者 简 介 ：王君 立 （９ ２一） 男 ，吉林 通 化人 ，主 要从 事 激 光 和 信 号 处 理 的研 究 。 １７ ， ：通讯 联 系 人 ；Ｅ ｍａ ： ＠ Ｃ Ｓ ｅ ｕ ｃ — ｉ ｌ Ｈｔ ｄ ．１ ３ 为 当前 半 导
全固态高功率准连续板条激光器
第 44 卷第 4 期2023年 4 月Vol.44 No.4Apr., 2023发光学报CHINESE JOURNAL OF LUMINESCENCE全固态高功率准连续板条激光器张兴虎1，涂玮1，2，陈柏众1，邹跃1，2，丁小康1，牟学峰1，许昌1，2*（1. 同方中科超光科技有限公司，北京 102200； 2. 中国科学院理化技术研究所，北京 100190）摘要：报道了一种高功率准连续运转的全固态Nd∶YAG激光器。
采用Nd∶YAG晶体板条作为增益介质，平凹腔型作为振荡腔，激光沿Zigzag光路在板条内传播。
当抽运功率为9 kW时，振荡可获得平均功率为3 420 W 的激光输出，重复频率为1 kHz，激光脉宽为80 μs，单脉冲能量为3.42 J，经过校正后的光束质量β为4.1倍衍射极限。
关键词：激光器；准连续激光器；高功率； Nd∶YAG中图分类号：TN248.1 文献标识码：A DOI： 10.37188/CJL.20220352High Power Quasi-continuous-wave Solid-state SlabZHANG Xinghu1， TU Wei1，2， CHEN Baizhong1， ZOU Yue1，2，DING Xiaokang1， MOU Xuefeng1， XU Chang1，2*（1. Tongfang Zhongke Chaoguang Technology Co.， Ltd， Beijing 102200， China；2. Technical Institute of Physics and Chemistry， Chinese Academy of Sciences， Beijing 100190， China）* Corresponding Author， E-mail： xuchang@Abstract：An all-solid-state quasi-continuous-wave（QCW） Nd∶YAG slab laser with a high power was demonstrat‑ed. A Nd∶YAG slab crystal is adopted for gain medium， a plane-concave cavity is set up， and the laser beam travels along a Zigzag path in the slab. An average output power of 3 420 W is obtained at a pump power of 9 kW， corre‑sponding to a repetition rate of 1 kHz. The pulse width is 80 μs with a pulse energy of 3.42 J， and the laser beam quality with AO system β is 4.1 times of the diffraction limit.Key words：lasers； quasi-continuous lasers； high power； Nd∶YAG1 引 言高功率准连续全固态激光器[1-2]可广泛应用于先进制造、激光医疗、前沿科学、国家安全等领域[3-6]。
二极管泵浦全固态紧凑型单频绿光激光器
第４ ２卷 第 ７期Ｌ ＥＲ ＆ Ｉ ＲＡＲＥ ＡＳ ＮＦ Ｄ
Ｖｏ ． ２． ． １ ４ Ｎｏ ７
Ｊｌ ２ １ ｕｙ，０ ２
文章编号： ０－ ７（０２０－ ４－ １ １ ０８２１）７０ ７ ４ ０ ５ ７ ０
・ 激光 器技 术 ・
二极 管 泵 浦 全 固态 紧凑 型单 频 绿 光激 光 器
Ｌ ｈ ＧＡＯ ｎ—ａ ＧＡＯ ｉｈｏ ｇ， ＩＳ ｕ， Ｌａ ｌ ｎ， Ｚｈ － ｎ ＭＡ ａ Ｃｈ ｏ
（ ｏ ｅｅｏ ｃｅｃ ，ｈ ｎｃｕ ｎｖｒｉ ｆ ｃｅｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ， ｈｎｃｕ ３０ ２，ｈｎ ） Ｃ ｌ ｇ ｆ ｉｎｅＣ ａｇｈ ｎＵ ｉｅ ｔ ｏ ｉｎｅａｄＴ ｃｎ ｌ ｙＣ ａｇｈ ｎ１０ ２ Ｃ ｉａ ｌ Ｓ ｓｙ Ｓ ｏ
关键 词 ： 激光器 ； 频 ； 单 非线 性光谱 接受 带宽 ； 非线 性损耗 中图分类 号 ： Ｎ ４ ． Ｔ ２８１ 文献标 识码 ： Ａ Ｄ ：０ ３ ６ ／，ｓ ．０ １ ０ ８ ２ １ ． ７ ０ ６ ＯＩ １ ．９ ９ ｊｉ ｎ １０ － ７ ．０ ２ ０ ．０ ｓ ５
Ｄｉ ｄ ｍ ｐ ｄ ｓ ｌ ｓ ａ ｅ ｃ ｍ ｐａ ｔ ｓｎｇ ｅ ｆ ｅ ｕ ｎ ｙ ｇ ｅ ｎ ｌ ｓ ｒ ｏ ｅ ｐｕ ｅ ｏ ｉ ｔ ｔ ｏ ｄ－ ｃ ｉ ｌ －ｒ ｑ ｅ ｃ ｒ ｅ ａ ｅ
ｏｃ ｌ ｉ ｄ ｓ ｈｔｎｔｅｒ ｇ ｆ ｏｌ ｅｒ ｐ ｃ ａ ｂ ｎｗｄｈｗｌｂ ｃ ａｅ ｉ ｔｅ Ｆ （ｕ －ｅｕ ｎｙｇｎ ｓｉａ ｎ ｍｏｅ ａ ｉ ａ ｅ ｎｉ ａ ｓｅｔ ｌ ａｄ ｉｔ ｉ ｅｉ ｒ ｓｄｖ Ｇ ｓｍ ￣ ｑ ｅｃ ｅ— ｌｔｇ ｔ ｈ ｎ ｏｎ ｎ ｒ ｌ ｎｅ ａｈ Ｓ ｅａｏ ）ｒｃｓ，ｈｃ ｒｖｎ ｅ ｏ ｓｉａｉｇＢ ｓｄｏ ｉ ｔｅｒ， ｉ Ｏ Ａ Ｌ ｏｋｎ ｕｒｎ ，６ｍ ｒ ｉ ｐｏｅｓｗ ｉ ｐｅｅｔｈｍ ｆ ｍ ｏｃｌｔ ． ａｅ ｎｔ ｓ ｈｏ ｗｔ ９Ｏ ｍ Ｄ ｗ ｒｉ ｃｒ ｔ Ｗ ｔｎ ｈ ｔ ｒ ｌｎ ｈ ｙ ｈ ｇ ｅ ６
LD端面泵浦内腔倍频全固态绿光激光器研究进展
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２ Ｅ 中ｏ Ｃｃ 国１ ＨＥ 科０ ｝ 技第Ｎ 信４Ａ 息期， 年蚓 Ｎ
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在 ０ ．％。 ｉ ５ ７ ｍ 绿 光输 出 ， ６ Ｗ 泵 浦 功 率 下 二 次 。 报 道 的 稳 定 性 优 于 ０ ２ ２ｎ Ｉ 谐 波输 出 ２ ． Ｗ ，光 ～光 效 率 达 ３ ．％ ， ３ 研 究 现 状 ０５ ４２ ＝ ． ，绿 光 功 率 不 ＝ 从２ ０世 纪 ９ ０年 代 开 始 ， 内 腔 倍 频 ， 而 且 光 束模 式 很 好 ，Ｍ ： １ ２ 采 用 端 面 泵 浦 的 内 腔 倍 频 激光 器可 以 特 别 是 内腔 倍 频 绿 光 激 光 器 的技 术 日渐 成 稳 定性 小 于 ± １ ＲＭ Ｓ。２ ０ ％ ０ ７年 ，北 京 获得较 高的泵浦耦合效率 和高的输 出光 束 存 在稳 定性 题 ，绿 光激 光 器 的 发 展 仍 然 缓慢 。 熟。 后， 此 内腔 涪 频 激 光 器 开 始 向 四 个 主 要 方 向 发 展 ：高 输 出 功 率 、高 光 束 质 量 高转 换 效 率 １ 和 ／或 输 出功 率 的 ０ 高稳 定 性 ８ １。 ；４ ］ ２ １高输 Ⅲ功率 ． ｉ理工大学的张 叵利等人 使用激光二极管面 ｝ 阵端面 泵浦板 条Ｎｄ． ＹＡＧ， 并应用电光调Ｑ 技 术获 得近衍 射极 限内腔倍频 绿光输 出 ，
腔 倍 频 激 光 器 多 是 绿 激 光 器 。 ｊ 有 关 现 芏，
输 出功 率 火 于 ＩＯ 的绿 光激 光 器 的 报 道 Ｉ ＯＷ
Ｍ２ ． ，重复频率 １ ＨＺ ＝１ ３ ｋ ，脉宽 １ ．ｎ ， ６ ７ ｓ
光器进行内腔倍频 ，获得 了平均功率 ９ Ｗ ３ 的绿光输 出，Ｍ 达到 １ ５ ． ，二次谐波转换 效率达到 ５ ％。但是兼顾输 出功率和光束 ７ 质量 仍然 是一 个难题 。 ２３高转换效率 ． 因 为 二 次 谐 波 转 换 的效 率 普 遍 偏 低 ，
全固态多模绿光激光器腔内倍频KTP晶体热效应
Ｔｈｅ ｍ ａ ｆｅ ｔ ｏ ｎ ｒ － ａ ｉｙ ｆ ｅ ｕ ｎｃ ｏ ｌ ｇ ＫＴＰ ｒ ｓａ ｎ ｒ ｌ ｅ ｃ ｆ ｉ ｔ ａ ｃ ｖ ｔ ｒ ｑ ｅ ｙ ｄ ｕｂ ｉ ｎ ｃ ｙ ｔ ｌｉ ａ ｌｓ ｌｄ－ｔ ｔ ｕ ｔ－ ｏ ｅ ｇ ｅ ｎ ｌ ｓ ｒ ｌ－ｏ ｉ ｓ ａ ｅ ｍ ｌｉｍ ｄ ｒ ｅ ａ ｅ
Ａ ｂ ｔ ａ ｔ ｎ ｏ ｄ ｒｔ ｏ ｖ ｈｅｔ ｅ ｍ ａ ｆｅ ｔｐ ｏ ｌ ｍ ｆｎ ｎ ｉ ｅ ｒｏ ｔｃ ｌｃ ｙ ｔｌｗｉ ｎ ｒ ｃ ｖ ｔ ｅ ｕ ｎ ｙ ｓｒ ｃ ：Ｉ ｒ ｅ ｏ ｓ ｌ ｅ ｔ ｈ ｒ ｌｅ ｆ ｃ ｒ ｂ ｅ ｏ ｏ ｌｎ ａ ｐ ｉａ ｒ ｓａ ｔ ｉｔａ－ａ ｉ ｆ ｑ ｅ ｃ ｈ ｙｒ ｄ ｕ ｌｎ ｎ ｇ ｅ ｎ ｌｓ ｒｗｉ ｕ ｄ ｅ ｔ ｅ ｅ，ｂ ｓ ｄ ｏ ｎ ｌ ｔ ａ ｈ ｏ ，ｈ ｅ ｐ ｒ ｔ ｒ ｅｄ ｄ ｓｒｂ ｔ ｎ ｏ ｏ ｂ ｉ ｇ ｉ ｒ ｅ ａ ｅ ｔ ｈ ｎ ｒ ｄ ｗａｔｌｖ ｌ ａ ｅ ｎ ａ ａｙ ｉ ｌｔ ｅ ｒ ｔｅ ｔｍ ｅ ａｕ ｅ ｆ ｌ ｉｔｉ ｕ ｉ ｆ ｈ ｃ ｙ ｉ ｏ ｎ ｎｉ ｅ ｐ ｉａ ｒ ｓａ ａ ｎ ｅ ｔｇ ｔ ｄｉ ｕ ｔ－ ｏ ｅ ｒ ｓ ｎ ｔｒ Ｂｙ ａ ａｙ ｉ ｇ ｔ ｒ ｉ ｇ ｃ ａ ａ ｔｒｓｉｓｏｆ ｏ ｌ ａ ｏ ｔ ｌｃ ｔ ｌ ｓｉｖ ｓｉ ａｅ ｎ ａｍ ｌ ｍ ｄ ｅ ｏ ａｏ ． ｎ ｌ ｚｎ ｈｅｗｏ ｋ ｎ ｈ ｎｒ ｃ ｙ ｗ ｉ ｒ ｃｅ ｔ ｉ ｃ ｎ ｎｉ ｅ ｒｃ ｓａ ｎ ｒ ｓ ｎ ｎ ａ ｉ ，ａ ｔｅ ａ ｈ ｓｃ ｌｍ ｏ ｅ ｆ ｉｔａ－ａ ｉ ｕｔ － ｏ ｅ ｕ ｎ ｙ ｄ ｕ ｉ ｇ ｏ ｌ ａ ｒ ｔｌｉ ｅ ｏ ａ ｔｃ ｖｔ ｎ ｙ ｙ ｒ ｌｐ ｙ ｉ ａ ｄ ｌｏ ｎｒ ｃ ｖｔ ｍ ｌ ｍ ｄｅ ｆ ｑ ｅ ｃ ｏ ｂｌ ｈ ｍ ｙ ｉ ｒ ｎ ＫＴＰ ｃ ｓａ ｓｂ ｉ ， ｅ ｎ ｒ ａｉｅ ｘ ｒ ｓ ｉｎ ｏ ｕ ｔ－ ｏ ｅ ｌｇ ｅ ｍ ｓａｓ ｅ ｖｅ ． ｅ ｔ ｍｐ ｒ ｔｒ ｒ ｔ ｌｗａ ｕｌ ｔ ｏ ｙ ｔｈ ｍ ｌｚ ｄ ｅ ｐ ｅ ｓｏ ｆｍ ｌ ｍ ｄ ｉｈｔｂ ａ ｗａ ｌｏ ｄ ｒ ｄ Ｔｈ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｉ ｉ
蓝光泵浦PrYLF直接获得可见光的全固态激光器研究
蓝光泵浦Pr:YLF直接获得可见光的全固态激光器研究橙红（600nm-660nm）波段的激光在激光投影、激光彩色显示、平版印刷及激光通信等领域都具有广泛的应用。
近年来利用非线性频率变换的方法输出该波段激光是相对稳定且比较成熟的方法。
但是这种方法必须进行至少一次以上的非线性频率变换过程,导致光-光转换效率低,相比于直接获得的方式,其劣势显然可见。
随着市场对连续橙光光源的需求不断增加,人们开始寻找能直接输出橙红光波段激光的新型晶体。
蓝光泵浦Pr<sup>3+</sup>激光器可以直接产生绿光、橙光和红光,这是相对有效且简便的方法。
因此本论文对蓝光LD泵浦Pr<sup>3+</sup>:YLF激光器直接产生可见光展开了以下研究。
1.测量了不同偏振方向的Pr<sup>3+</sup>:YLF晶体的激光特性,获得了相关晶体参数,进而通过推导四能级速率方程理论建立了Pr<sup>3+</sup>激光器的数学模型,并模拟了激光器输出镜透过率和光斑半径对激光输出特性的影响,在此基础上对输出镜透过率进行了优化设计。
2.研究了在激光谐振腔内插入法布里-珀罗（F-P）标准具来选择Pr<sup>3+</sup>激光波长的相关理论。
通过调节标准具在激光谐振腔里的厚度和倾斜角度来控制不同波长间的损耗,从而实现相邻波长的选择。
并模拟了标准具的厚度和倾斜角度对激光阈值的影响,确定出可以实现Pr<sup>3+</sup>激光多波长输出的标准具的最优厚度和角度,为实验奠定了理论基础;3.最后根据前面对Pr<sup>3+</sup>:YLF激光器的理论模拟以及在谐振腔内插入F-P标准具的优化设计,开展了蓝光抽运Pr<sup>3+</sup>:YLF晶体产生可见光的实验研究:（1）对8WLD泵浦光束进行了整形,并测试了2W&8WLD蓝光抽运源的输出特性,计算出a切&c切晶体的泵浦功率吸收效率;（2）通过比较不同偏振方向的晶体、不同曲率半径和透过率的输出镜,获得a切晶体639nm红光最高输出功率为492mW、c切晶体607nm橙光最高输出功率为177mW,并且尝试了采用三镜V型腔结构,进行了双端泵浦抽运Pr<sup>3+</sup>:YLF晶体输出橙光的实验,获得了最高输出功率为58mW的607nm橙光;（3）通过调节标准具的角度,成功获得了最高功率为30mW的三波长激光输出,实验结果验607nm&639nm双波长、25mW的604nm&607nm&639nm证了理论模拟的正确性。
激光原理固体实验报告
1. 理解激光的产生原理，掌握固体激光器的工作机制。
2. 熟悉固体激光器的基本组成及其工作过程。
3. 学习使用激光器进行实验操作，观察激光输出特性。
二、实验原理激光（Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation）是一种通过受激辐射原理产生的高亮度、单色性好、方向性强的光。
固体激光器是利用固体激光材料作为工作物质的激光器，具有体积小、使用方便、输出功率大等特点。
固体激光器的工作原理如下：1. 激活离子吸收外界能量（如光、电、声等）后，从低能态跃迁到高能态，形成激发态。
2. 激发态的粒子是不稳定的，会自发地回到低能态，同时发出光子，称为自发辐射。
3. 当有外来光子与激发态粒子相遇时，激发态粒子会受激发射，产生与入射光子位相、频率和方向一致的光子，从而实现光的放大。
4. 激光器中的谐振腔使光在激光工作物质中多次往返，光子与激发态粒子发生受激辐射，使光强度不断放大。
三、实验仪器与材料1. 固体激光器（如红宝石激光器）2. 激光功率计3. 激光探测器4. 光谱分析仪5. 激光工作物质（如红宝石晶体）6. 反射镜片7. 光学支架1. 将固体激光器安装在光学支架上，确保激光器稳定。
2. 将激光功率计和激光探测器分别连接到激光器输出端和探测器位置。
3. 打开激光器电源，调节工作物质和反射镜片，使激光输出稳定。
4. 观察激光功率计和激光探测器显示的激光功率和光强。
5. 使用光谱分析仪分析激光光谱，观察激光的波长和线宽。
6. 改变激光器的工作条件，如工作物质温度、泵浦功率等，观察激光输出特性的变化。
五、实验结果与分析1. 激光功率和光强：实验过程中，激光功率计和激光探测器显示的激光功率和光强稳定，说明激光器工作正常。
2. 激光光谱：光谱分析仪显示的激光光谱呈现红宝石激光特有的红色谱线，波长约为694.3nm，线宽较窄，说明激光单色性好。
3. 激光输出特性：改变工作物质温度和泵浦功率，观察激光功率和光强的变化。
LBO腔内倍频瓦级连续波绿光激光器讲解
第 18卷第 7期光学学报 V o l . 18, N o . 7 1998年 7月 A CTA O PT I CA S I N I CA Ju ly , 1998激光二极管泵浦 N d YVO 4 LBO 腔内倍频瓦级连续波绿光激光器 3何京良 1 王建明 2 侯玮 1 赵宗源 2 许祖彦 1 吴星 2 杨国桢 11 , 中国科学院物理所光物理实验室 , 北京 1000802 , 中国科学院物理所晶体生长实验室 , 北京摘要报道一种激光二极管端面泵浦 N d YVO 4晶体、 LBO 腔内倍频的全固态瓦级连续波 (C W 绿光激光器。
对 LBO 采用 I 类非临界相位匹配 (N CPM 、温度调谐 , 当泵光功率为 5. 5W 时 , 获得了 1. 2W T E M 00模 532nm 连续波绿光输出 , 光 2光转换效率达 22%, 电 2光转换效率达 3%。
关键词全固态绿光激光器 , N d YVO 4, LBO 腔内倍频。
1引言激光二极管泵浦的全固态连续波绿光激光器由于具有效率高、寿命长、使用方便、结构紧凑和性能稳定等优点 , 近年来成为国际上竞相研究开发的热点。
特别是大功率的全固态绿光激光器 , 在军事、医疗、科研诸多领域有重要的用途。
最近有文献报道 [1], 用 20W 激光二极管泵浦 N d YA G 、 KT P 腔内倍频 , 获得 6. 3W 连续波绿光输出 , 可代替氩离子激光器泵浦钛宝石激光器。
本文报道一种采用激光二极管端面泵浦 N d YVO 4晶体、 LBO 腔内倍频的高效率全固态连续波绿光激光器 , 它的最大输出功率为 1. 2W (T E M 00模 ,532nm 。
其光 2光转换效率达 22%, 电 2光转换效率为 3%, 比同量级功率输出的氩离子激光器高一个数量级以上。
2 N d YVO 4 LBO 绿光激光器结构N d YVO 4 LBO 绿光激光器采用三镜折叠腔结构 , 如图 1所示。
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KTP 晶体内腔倍频等获得了 97 W 的准连续绿光 1
一项 ,以及相位失配量Δk 和晶体的长度 l1
1 NdY∶AG 激光器倍频效率的理论分 析
在其他参数已知的情况下 , 倍频效率随泵浦功 率密度的增大而增大 , 但是当泵浦功率密度达到一 定值 ,倍频效率的增长趋势就变得缓慢了 ,也就是接
用 LD 泵浦 NdY∶AG 棒再进行倍频时 ,其二次谐
的应用前景 ,并且它还可以作钛宝石的泵浦源以及 大屏幕彩色显示的光源等 1 国内外对此进行了广泛 的研究[1～3] ,国外相关的文献报道了绿光的输出功 率达到了百瓦级以上的水平 ,而在国内由于泵浦组 件以及相关设备水平的落后 ,绿光的功率还不高 ,仅 有电子部 11 所的姜东升等人采用国产半导体激光
另外 ,晶体内部温度升高引起晶体折射率的变 化 ,折射率的变化又会使相位失配量Δk 增大 , 从而
国3 家自然科学基金 (60278001) 、教育部南开大学 、天津大学 联合 研 究 院 基 金 、天 津 市 光 电 子 联 合 科 学 研 究 中 心
导致倍频效率降低 1 从下面的推导可以看出 :晶体 在相位匹配温度 T0 的折射率 , 对 T0 周围温度以泰
9 0°< = 23. 6°) 腔内倍频 、单声光调 Q装置 、平凹直腔结构 ,在泵浦电流 17. 5 A 、声光调制频率 20. 4 kHz
时获得了平均输出功率为 97 W、脉冲宽度 150 ns 的准连续绿光 ;分析了泵浦功率密度及晶体内部
温度是影响倍频效率的因素 ,认为此实验中获得高功率的关键原因是对 KTP 晶体使用了角度调节
(013184011) 及 863 项目 (2002AA31190) 资助
勒级数展开 ,即
Email :beth-79 @eyou. com 收稿日期 :2003 08 11
n1 -
n2 = ( T -
T0)
d(
n2 dT
n1)
(3)
1026
光 子 学 报
33 卷
Δk = λ4π1 ( n1 - n2)
sin2 (Δkl/ 2) (Δkl/ 2)
(1)
近倍频效率的极限值 1 因此增大泵浦功率密度是提 高倍频效率的方法之一 1 通常可以采用增大泵浦电 流 、调 Q 技术 、透镜聚焦等方法提高泵浦功率密度 1 我们在实验中用调 Q 装置增大泵浦功率密度 1 关 于聚焦的方法 ,由于使用的是 KTP 晶体 ,其破坏阈 值比较低 ,对基频光聚焦有可能破坏晶体 ,所以实验 中不采用此种方法 1
另外在实验中测试了同等条件下基波的最佳耦 合输出功率 ,我们认为二次谐波的转换效率可以近 似地等效为 532 nm 输出功率与 1064 nm 的最佳耦合 输出功率的比值 ,由此从图 5 中可以看出 :随着泵浦 电流的增加 ,即泵浦功率密度的增大 ,基波向二次谐 波的转换效率不断增大 ,但此增长趋势会随着泵浦 电流的增加而变得缓慢 1 这与前面的理论分析相当 吻合 ,当泵浦电流为 17. 5 A 时 ,绿光最大输出功率 是 97 W ,此时二次谐波的转换效率达到最高为 45 % 1 图 6 显 示 出 不 同 泵 浦 电 流 下 532 nm 绿 光 的 输 出功率及脉冲宽度1可以看出 :在泵浦电流 17. 5 A 时 ,绿光输出功率达到最高 97 W ,脉冲宽度降到最 低 150 ns 左右 1
图 5 不同泵浦电流下二次谐波的转换效率 Fig15 The conversion efficiency of SHG with different pump current
图 6 不同泵浦电流下 532 nm 输出功率及脉冲宽度 Fig16 The output power and pulse width of 532nm laser with different pump current
3 结论
分析了影响高功率倍频激光器倍频效率的因 素 ,认为增大泵浦功率密度以及解决倍频晶体热效 应问题可以提高倍频效率 1 通过偏转晶体角度和加 强水冷的方法解决晶体热效应导致的相位失配 ,使 激光入射方向接近相位匹配方向 ,最终获得了 97 W 的高功率绿光输出 ,基频波到二次谐波的转换效率 高于 40 % ,其稳定性约为 ±1. 03 %1 但是在实验中 发现 ,角度调节以及加强水冷都存在一定的局限性 , 我们认为可以计算出高温下的匹配角 ,按此角度对 晶体进行切割 ;对于冷却装置可以采取换用冰点低 的冷却液进行冷却 ,例如酒精等 ,这样可以进一步降 低晶体内部温度减小相位失配量 1 目前正在对这些 方法进行实验 1 参考文献
并加强了水冷 1
关键词 全固态绿光激光器 ; KTP 晶体 ;热效应 ;角度调节
中图分类号 TN248. 1 文献标识码 A
0 引言
但是当二次谐波的转换效率大于 20 %后 ,就不能再 忽视基模的损耗功率 ,此时倍频效率的表达式变为
LD 泵浦的全固态高功率绿光激光器在工业加 工 、军事 、激光分离铀离子同位素等方面都有广阔
图 1 实验装置简图 Fig11 The simply chart of experimental facility
图 2 泵浦组件剖面图 Fig12 The profile of LD pump module
图 3 泵浦组件的输入输出特性曲线 Fig13 The in2out characteristic curve of LD pump module
的是 MKS 制 ,它与单位 m/ V 的换算关系是 d [ esu ]
= 214 ×103 d[m/ V ]1
器组件 ,利用三镜 L 型腔 ,实现平均功率 68 W 的绿
由式 (2) 可以看出 :影响高效率二次谐波转换效
Байду номын сангаас
光输出[4] 1 我们利用简单的平凹腔 、单声光调 Q 、 率的主要因素包括基波的功率密度也就是 Pω/ A 这
在实验中为了解决由于晶体内部温度升高而导 致的相位失配问题 , 我们分别采取了小角度偏转 KTP 晶体[8]以及对 KTP 晶体加强水冷的方法 1 偏转 KTP 晶体是为了使基频波波矢的入射方向在晶体 XOY 面的投影与晶体 x 轴的夹角接近于新的温度 下的相位匹配角度 1 但是 KTP 晶体的偏转角度不 宜过大 ,因为偏转角过大会造成光路通光直径的减 小 ,基频光的能量不能全部通过晶体 ,即损耗增大 , 限制功率提高 ,并且晶体表面的倾斜也会使一部分 激光功率反射到腔外 ,增大反射损耗 1 当绿光的最 大输出功率为 97 W 时 ,利用 He2Ne 准直光通过小孔 光阑入射到晶体表面上 ,测量反射回来的光点与原 光点偏离的距离及小孔光阑与晶体间的距离 ,计算 出晶体的偏转角度为 1. 6°1 关于加强对晶体的水冷 主要是考虑在相同泵浦功率情况下冷却水温低的晶 体热传导系数大 ,内部温度低且温差小 1 我们对不 同冷却温度下的输出功率进行了比较 ,如图 4 ,冷却 水的温度分别为 20 ℃、15 ℃、5 ℃,在泵浦电流不高 时 ,其输出功率差别不大 ,这主要是低电流泵浦时 , 泵浦功率还不高 ,因此晶体中心温度也不会很高 ,温 度梯度还不大 ,晶体内部的温度差还在相位匹配的 允许温度范围内 1 当泵浦电流到 16 A 时 ,继续增大
(4)
首先确定Δk 的值 ,当转换效率降到其峰值一半时 ,
其值已经很低 ,可以认为是小信号情况下的转化效
率了 1 由式 (1) 可以推出当峰值降到 1/ 2 处Δk·l =
2 ×11391 此时一定长度的 KTP 晶体可能产生二次
谐波的温度范围的半峰全宽为
ΔT = 2( T -
T0)
=
ld(
0144λ1 nf2 - n1s) /
波的产生是以基模光束功率的损耗为代价的 1 当二 次谐波的转换效率很低时 ,基模功率转化很少 ,占基 模总功率的比例不大 ,可以近似地认为基模的功率 没有变化 ,这也就是通常所说的小信号的情况 1 谐 波的输出功率与基模功率的平方成正比 ,其倍频效 率表达式为
ηlittle =
P2ω Pω
=
l2
K
Pω A
ηlarge =
P2ω Pω
=
tan
2
l K1/ 2
Pω 1/ 2 sin Δkl/ 2
A
Δkl/ 2
(2)
式中Δk = λ4π1 ( n1 - n2) , k = 2η3ω21 d2eff , l 为非线性晶
体的长度 , A 为 基 波 光 束 的 面 积 ,η = μ0/ε0ε =
377/ n0 [ V/ A ] , deff 为有效非线性系数 ,其量纲采用
9期
郭丽等 1 百瓦级全固态绿光激光器的实验研究
1027
泵浦功率 ,冷却水温度高的晶体内部温度差值超过 了相位匹配的允许温度 ,导致倍频效应的晶体体积 减小 ,因而输出功率开始下降 1
图 4 不同冷却温度下输入输出特性曲线 Fig14 The in2out characteristic curve with different temperature cooling water
验得来的值一般在 9～10 mm[5～7] ,实验中我们采用
的晶体长度为 10 mm1
2 实验过程
图 1 为激光器谐振腔的分布简图 ,在实验中采 用美国 CEO 公司生产的半导体激光器组件 ,它由 80 个 20 W 二极管激光器组成 ,按照五角形等间距侧面 泵浦 Nd∶YAG 棒 ,这种泵浦方式可以使增益分布均 匀 ,克服了由于增益分布不均而导致振荡激光产生 畸变的现象 ,为获得高光束质量 、高效激光输出提供 了前提条件 1 其总泵浦功率为 1600 W(结构如图 2 , 输入输出特性如图 3) ,激光介质的尺寸为 <6. 36 ×146 mm ,侧面打毛 ,两端磨成平面 ,镀 1064 nm 的增透膜 1Q 开关器件采用 GOOCH&HOUSEGO 公司生产的中 心频率为 27. 12 MHz ,驱动功率为 100 W ,调制频率为 1～100 kHz 可调 1 倍频晶体采用 II 类临界相位匹配 的 KTP 晶体 (θ= 90°φ = 23. 6°) ,尺寸为 7 ×7 ×10 mm3 ,两边镀有 1064 nm 及 532 nm 的增透膜 1 谐波 反射镜为两面镀有 1064 nm 高透和 532 nm 高反膜 层的石英镜片 1 谐振腔采用的是全反镜为 3 m 的平 凹镜 、输 出 镜 为 平 镜 的 平 凹 直 腔 结 构 1 通 过 调 节晶体角度和加强水冷 ,最终在泵浦电流为 17. 5 A 、 重复频率为 20. 4 kHz 时 , 获得了最大平均功率为 97 W ,脉冲宽度 150 ns 的准连续绿光 1