LDA泵浦Cr 4+:YAG被动调QNd:YAG激光器实验研究

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体光栅输出被动Cr 4+:YAG调Q单纵模Nd:YAG激光器研究

体光栅输出被动Cr 4+:YAG调Q单纵模Nd:YAG激光器研究

A s atT kn d Y Gsa a rbea sre n e et ev l rg r n s( V G)a u u mio , bt c:aigC : A sst al bobr a dr cv ou B a gga g R B r u s l f i me i t so t t r r p r
c r g h g e n r y a d sa i t .Th x mu l e dh o L a e sa o t 8 M Hz h e c r e o n r y a d n a b i i h r e e g n tb l y n i e ma i m i wi t fS M ls r i b u n 7 .T u v fe e g n p le wi t a eb e b mn d u d rc n i o s o e e a 4 : u s d h h v e n o t e n e o dt n f s v r lCr i YAGs wi ifr n n t r s si i .T e ma i t d f e t ii a ta misv t h e i l n y h x —
Ke o d :i l ln i dn l d ; as e — C 4 Y y w r s s ge o g u i — e p s v l Q, r n — t a mo i y : AG; d Y N : AG; e e t ev lmeB a g ga n r c v ou rg rt g l f i i
第3 1卷第 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ期
21 0 2年 1 0月
红 外 与 毫 米 波 学 报
J I fa e M i m . W a e . n r r d Ui vs
Vo .31,No. 1 5

LD泵浦NdYVO4 Cr4+YAG被动调Q激光特性研究

LD泵浦NdYVO4 Cr4+YAG被动调Q激光特性研究

LD泵浦Nd:YVO4 /Cr4+:YAG被动调Q激光特性研究光信息科学与技术专业指导教师摘要:半导体激光(LD)泵浦的固体激光器具有全固化、体积小、泵浦效率高等特点,在激光通讯、遥感探测、工业加工、军事、医疗等领域有着广泛的应用前景,受到人们极大的关注。

使用连续激光二极管泵浦Nd:YVO4晶体,得到1064nm 的连续红外激光输出,在激光谐振腔中加入慢饱和吸收晶体Cr4+:YAG,得到了调Q脉冲激光输出,从实验上得到了泵浦功率、Cr4+:YAG小信号透过率以及输出镜透过率对输出脉冲特别是脉冲宽度的影响,并通过数值求解速率方程对实验结果进行了理论分析,实验结果与理论模拟基本相符。

关键词:LD 泵浦;Nd∶YVO4;Cr4+∶YAG;被动调Q;脉冲宽度Characteristic of a laser diode pumped passively Q switched Nd:YVO4laser with Cr4+:YAG saturable absorberStudent majoring in optics information science and technologyHeng SunTutor Xiuqin YangAbstract:Laser-diode (LD) Pumped solid-state laser has wide applications in the fields such as laser telecommunication ,remote-sensing detection ,industry and military as wellashealthduetoitsadvantagessuchasallsolidstate,high pump efficiency,smallvolumeandlonglongevity,andhasbeen ing continuous laser diode pumped Nd: YVO4crystalgets 1064 nm infrared laser outputcontinuously.Then addingslow saturable absorbercrystals Cr4 + : YAG in the laser cavity to obtain the output of theQ-switched pulse laser. Study the influence of the pump power, output transmission and cavity length to the output pulse in particularthe influence of pulse width from experiments.Through the numerical solution of rate equation to carry on the theoretical analysis with the result of the experiment and thenumericalsolutionsoftheequationsagreewiththeexperimentalresults.Keywords:LDpumped;Nd: YVO4; Cr4+:YAG; passively Q switched;pulse width第一章前言自上世纪六十年代世界上首台激光器发明以来,各类激光器和激光技术得到了迅速的发展,其中固体激光器的发展尤为突出。

基于热键合技术的Cr 4+:YAG被动调Q固体激光器实验研究

基于热键合技术的Cr 4+:YAG被动调Q固体激光器实验研究

摘 要 :为获 得 一 体 化 n 脉 冲 固体 激 光 器 ,设 计 了一种 C : s r YAG 被 动 调 Q 的 激 光 器 , C ¨ : 将 r
YAG 和Nd: YAG 热键 合 到一起 , 并在 两端 直接 镀膜 构 成F P激光 腔 。 — 实验 中用光 纤耦 合 的激 光 二极 管端 面泵 浦激光 晶体 ,实现 准连 续 的激光 脉 冲输 出。针 对 实验 中存 在 的热透 镜效 应 , 计 了 设
2 o t we tI s iu e o c nc l y is .S u h s n tt t f Te h ia Ph sc ,Ch n d 0 4 ,Ch n ) e g u 6 0 1 1 ia
Ab ta t I r e o o t i n e r t e m — u s d s l —t t a e ,a C :YAG a sv l — sr c : n o d rt b an it g a i s p le oi s ae ls r r v d p s iey Q
s t he a e sde i ne wic d l s r wa s g d.whih c mbi e :YAG t c o n d Cr wih Nd :YA G he a d o he m a by t i ft r l b di g, a d on n n wh s F— l s r a iy oe P a e c v t wa c s ompo e oa i ims n is bo h i e . The s d by c tng fl o t t sd s q s— on i ou l s r ule ua ic tnu s a e p s out t pu wa r a ie i t e pe i e t s e lz d n he x rm n by ie ty d r c l pu p ng he m i t

Cr 4+:YAG被动调Q激光器输出特性的解析分析

Cr 4+:YAG被动调Q激光器输出特性的解析分析

行愚 在对 C : G 速率方 程组 做 出合 理 简化 的 r YA
前提 下 , 出了脉 冲 能量 、 值 功率 和 脉 冲宽 度 与 得 峰 初始 反转粒子 数密度 、 冲结 束 时反转粒 子数密 度 脉
警 2一 z2 (1) ) 一 [ z z 1/4  ̄ 硎 2 一 ”一n R- ( L
2 被 动调 Q 方 程 的解 析 解
调 Q脉 冲 的形 成一 般在 纳 秒量 级甚 至 更短 的 时间, 而增 益介质 的上能 级寿命 在几 十到几 百微秒 的量 级 , 且 C : 并 r YAG 的 恢 复 时 间也 在 微 秒 量
级 , 以可 以忽 略速 率 方程 组 中泵浦 速 率 、 光辐 所 激
化 C 抖 : G被 动调 Q激 光 器有 一定 的指导 意 义。 r YA
关键词 激 光 器;速 率方程组 ; 动调 Q;激发 态吸 收 被 中图分 类号 TN2 8 1 4 . 文献 标识码 A
C什 : r YAG调 Q激 光器 的过 程 中会 产生 较 大 的误
1 引 言
他激 活离子掺 杂在 同一基 质晶体 内 , 可 以作成 自 还
效率 随一个 无 量 纲 参 量 的 变 化 , 设 计 和优 化 对
CH: r YAG 晶体 被动调 Q激 光 器有 一定 的指 导意
义。
调 Q 同体激 光器[ 。国外在 C 。YAG做 被动 调 5 ] r :
Q开关 的理 论计算 方 面取 得 了很好 的成 就 , . i E Vi l a aR等人 给 出 了可 饱 和 吸 收体 含 激 发 态 吸 收 a n f 的速 率 方 程组 , 对 I F F 和 C : 并 : i r YAG 两 种 被动 Q开关在 Nd YVO 激 光 器 中 的应用 做 了 比 : 较分 析I ; e n n在他 的报 道 中给 出 了不 包 含 有 6 D ga 激发 态吸收效 应 的可 饱和 吸收体 的速率方 程组 , 并 得到 了输 出参量 与 一个 无 量 纲 参量 的解 析 解[ ; 7

半导体泵浦被动调Q高重频Nd_YAG激光器

半导体泵浦被动调Q高重频Nd_YAG激光器

第35卷,增刊红外与激光工程2006年10月V ol.35 Supplement Infrared and Laser Engineering Oct.2006半导体泵浦被动调Q高重频Nd:YAG激光器曾钦勇1,2,万勇1,2,朱大勇1,韩凯2(1.电子科技大学光电信息学院,四川成都 610054;2.西南技术物理研究所,四川成都 610041)摘要:从被动调Q固体激光器的速率方程出发,分析给出了Cr4+:YAG被动Q开关Nd:YAG激光脉冲的峰值功率、脉冲能量、脉宽及重频等相关参量表达式。

以此为基础,进行了光纤耦合输出的连续半导体激光纵向泵浦被动Q开关Nd:YAG激光器实验研究,采用不同参数Cr4+:YAG晶体作为被动Q开关,获得了不同参数的高重频脉冲激光输出。

关键词:半导体泵浦;被动调Q;高重频;固体激光器中图分类号:TN248 文献标识码:A文章编号:1007-2276(2006)增C-0177-06High repetition pulse rate diode pumped passivelyQ-switched Nd:YAG laserZENG Qin-yong1,2, WAN Yong1,2, ZHU Da-yong1, HAN Kai2(1.School of Optoelectronic Information, University of Electronic Science and Technology, Chengdu 610054, China;2.Southwest Institute of Technical Physics, Chengdu 610041, China)Abstract: Based on the rate equations of passively Q-switched solid state lasers, the pulse peak power, pulse energy, pulse width and pulse repetition rate are analyzed , and their expressions are given out mathematically. At the same time, a cw diode laser end-pumped passively Q-switched Nd:YAG laser for high repetition pulse rate is studied experimentally. Different pulsed laser parameters are obtained while different Cr4+:YAG wafers are employed in the laser system..Key words: Diode pumped; Passively Q-switched; High repetition rate; Solid state lasers0 引言半导体激光器泵浦固体激光器是固体激光器走向实用化的关键和发展方向。

LD泵浦AO-Cr~(4+):YAG双调Q激光器的脉冲特性

LD泵浦AO-Cr~(4+):YAG双调Q激光器的脉冲特性
为 输入 镜 使用 , 一 端 另
重 复频率 , 同时允许 激 光 晶体 储 存 的能量 , 以保 证 反转 粒子 数 被 完 全 吸 收. 用 C4 Y 利 r +: AG 饱 和 吸 收体 的非 线性饱 和 吸收特 性 , 改善 了脉 冲 波形 , 得
到 了较对 称 的脉冲 .
2 实验装 置及数据分析
2 1 实验装置 .
下 , 出脉 冲的频 率保持 不 变. 输
关键 词 : 声光调 Q; 双调 Q; 对称 脉 冲 ; 频率稳 定
中图号 : TN2 8 1 4 . 文 献标 志码 : A
在 相 同的 腔结 构 下 , 光 调 Q 可 以得 到 稳 定 声 的 脉 冲输 出 、 的峰 值 功 率 、 宽 的脉 冲波 形 ; 高 较 而 C什 : r YAG 被动调 Q 可 以得 到 短 的 脉 冲宽 度 , 但 重 复频率 一般 不稳 定 , 冲 的峰 值 功率 也 较 低. 脉 很 多理 论 和实验 表 明单纯 的声光 调 Q或被 动调 Q 得 到 的脉 冲波 形 一 般 都 不 对 称. 单 纯 的声 光 调 Q 在
现激 光脉 冲输 出 , C 什 : 如 r YAG 和 Oa  ̄ 被 动 As主
双调 Q 是在谐 振腔 内利用 主动调 Q 和被动 可饱 和
吸 收 体 来 实 现 激 光 脉 冲 输 出 , 声 光 调 Q 和 如
G As 声光 调 Q 和 C 4 YAG 文 中对 声 光 调 Q a , r +: .

要 : 为 了改善 调 Q 输 出激 光脉 冲 的对 称性 和 重 复频 率 的稳 定性 , 用 L 泵 浦 的 Nd 采 D :
YAG 晶体 作 为激光 工作 物质 , 声光 Q 开关作 为主动 调 Q, r : C ¨ YAG饱 和 吸收 体作 为被 动 调

脉冲LDA侧面泵浦大能量Nd:YAG激光器时变热效应分析

脉冲LDA侧面泵浦大能量Nd:YAG激光器时变热效应分析
中 图分 类 号 : O 4 3 9 ; TN 2 4 ; TN2 4 8 文献标志码 : A d o i : 1 0 . 1 1 8 8 4 / HP L P B 2 0 1 5 2 7 . 0 6 1 0 0 5
相 对氙 灯泵浦 的 固体激 光器 而言 , 激 光 二极 管 阵列 ( L DA) 泵 浦 光谱 与 增 益介 质 吸 收 光谱 的 良好 匹配 , 大 幅降 低 了固体增 益介 质 内的热沉 积 , 但 L DA 泵浦 与 灯 泵浦 在 结 构及 光 强分 布上 的差 异 使 介 质 内 的泵 浦 光 强 度分 布相对 集 中且不 均匀 。泵浦 光场分 布不 均 匀 与介 质 冷却 不 均 匀 的共 同作用 _ l ] ,将 引起 介 质 在 横截 面 内 的温 度场 分布 的不均 匀 。激光 器工作 时 , 介 质 内温度 场分 布不均 匀将 产生 热畸变 或热 透镜效 应 , 而使 振荡 激光 束 的光束 质量 变差 。因此 , 在 固体激光 器 的设计 过程 中 , 应 首 先从 模 拟增 益介 质 内的温 度 场分 布 出发 , 进 而分 析增 益介 质 内热应 力和 热透镜 效应 的情况 及其 变化 规律 , 最终 确定 热效应 对激 光器 的影 响大小 , 选择 相应 热效 应 补偿措 施 , 以获得 高光 束质量 激光 输 出 。 目前 , 针 对 固体 激 光器 热 效应 研 究 的文 献报 道 较 多 , 但 大 多 数 都是 以L D A 端 面泵浦 薄片 型介质 连续 或超高 频工 作 的固体 激光 器 热效 应 为研 究对 象 r 5 _ 8 l , 且 多采 用 简化 的理论 模 型, 而 针对脉 冲 L DA侧 面泵 浦大 能量 固体激 光器 瞬态 热效应 的研 究相 对 较少 。本 文建 立 了 脉 冲 L D A 侧 面 泵 浦 棒状 固体 激光 器时变 热效应 和 热焦距 的理论 计算 模 型 , 对介 质 的时变 热效 应进行 了模 拟计算 及分 析 。

LD泵浦Nd:YVO4/Cr 4+:YAG被动调Q锁模激光器的输出特性

LD泵浦Nd:YVO4/Cr 4+:YAG被动调Q锁模激光器的输出特性


要 : 究 了 L 泵浦 N : V 4c : A 词 Q 锁 模 激 光 器 的 输 出特 性 , 到 了如 下 结 论 : 长 较 短 时 只 研 D dY 0 / : Y G 得 腔
能 实 现 调 Q 脉 冲 激光 输 出 , 峰 值 功 率 随 泵 浦 功 率 成 近 似 线 性 增 加 ; 其 当腔 长 增 加 到 足 够 大 时 可 实 现 稳 定 的 被 动 词
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第3 1卷 / 6期 / 第
20 0 7年 1 1月
河 北 师 范 大 学 学报 / 自然科 学 版 /
J OURN EB AL OF H EI NORMA I L UN VER T N t r l i n e E i o / Sl Y/ a u a Sc e c d t n i
2 连续 L D泵 浦 N : V 4C 4 Y G被动调 Q锁 模激 光器输 出特性 dY 0 /r : A
2 1 实验 装置 ・

聚焦耦 M 。

8 焦合 0 p O w过纤合出纤出径 最聚纂3 。光耦输。 输孔为0. 耦系 通 光
’ 。

Ss y 中 泵 源 美相 公 生 的 号 一一 —[= 为浦 。 国干 司产 型 为 — ]口 丌P 激 率 是 = R fI 计 jN 功 I I 堰 中L D
1 N : v 4 C 4 Y G晶体 的性质 dY o 与 r : A
Nd Y : v 晶体 吸收截 面 比较大 。 吸收带 比较 宽 , 导热性 差 , 但 因此 热效应 明显 . C 4 Y 而 r : AG晶 体具有 良好 的导热 性能 和机械性 能 , 并且 可用作 1 3 ~1 5 m 波 长范 围内的可调 谐激光 晶体 【 。 有 与T : o . 5 .5 6具 ] i 3 相近 的激 光参数 , 同时 , r YA C4 : G也是 0 9 . m 范 围的可饱 和 吸收体 【 , 0 9 . m 具有 可饱 和 . ~1 2 7 在 . ~12 j
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2 4
《 . … 商润梅等:p 泵浦 r : 激光杂志》08 A 2 4 Y G被动调 f d G 激光器实验研究 L . , r Q : 20 年第 9卷第 删 A : YA N

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N L v 1 9N . . 0 ) A ( 0 2 .o6 2 8 . 0
A s atApsvl Q—sihQ W 一30 L Ded—pm e dY Gl e uig d Y G a asual asre irprd opn s mo bt c: a i y r se wt c c 0 W A n u pdN : A sr s : A s t beb o rseot .Culgs t a nc a r b e i ye f t sr r i o ynr a l sar n n utw i l aeb SneQ—s t sret .c ui 32 it asmi : h l e aemc —cl d cle r yadl s c, hc aem d yU . 1 ea r i i n a e d h i ha l h s w c le n i4 5m,s ga7 .% n i tnm o C n ia r l n
L A泵 浦 C4 Y G被 动 调 Q d Y G激 光 器 实 验 研 究 D r+: A N :A
高润梅 , 常胜江 , 胡智勇 , 薛兵招 , 傅汝
\ 2

510 ; 4 04 \ 300 , 70 1
南开 大学 现 代 光 学研 究所 。 津 天
Q—s t xem n,t i h w c epr et h Q—sihpl r ae n n i e wt us ibe gdaded—pl rwd .hs hnm n dt xe m n r utw r aa z dds s d c e s w us igoe T ip eo eaa eepr ete l e nl e a ius . es n h i s s e y dn c e Ke od : srehi e si te a rpsi l Q—s t :r Y G c t yw rsl t nq ; l a e c u o d—s t—le;as e a s vy i h : w c C4 A  ̄s a
调 Q技术是实现高重 复频率 , 大功率输 出的最有 效方法
之 一 , 动 调 Q具有 结 构 简 单 , 作 成 本 低 , 积 小 , 量 轻 被 制 体 重 等 优 点 , 此被 广泛 应 用 。近 年来 各 种 具 有 饱 和 吸 收 特 性 的 因 材料 被 应 用 于 各 种 性 能 的 被 动 调 Q 激 光 器 研 制 【Ij 而 l4 , C4 Y G晶体 以其 饱 和 吸 收 性 好 , 收 谱 范 围 宽 在 0 9 n r :A 吸 ./ a 至 12m, 是 10 ̄nN :A ./ 仍 J .6 r d Y G激 光 器 最合 适 的被 动 调 Q 晶

Y G e s .A u p【pwr 34 n , ele r ue oeQ—sih g u e aQ—s t us wdh1n d n epl nr s .2I. A  ̄ t 1 a t pJ e o e 6 .81 t a r o cs n a n 】 Jh s p d wt i l , cn p s i h e w c pl it 0 s n s  ̄ us eeg 4 r 1 a ai e yi3 ln J
E p r na s d nL A p mpdN : A ae as e —s i h db r Y x ei tl t yo D u e d Y G L srp s vl Q wt e yC 4 AG me u i y c :
G O R n—m i。H N hn —J n2HUZ i og。 U ig z蚰2FJ u i 2 A u e C A GSeg i g. h—yn2X E Bn — h 。1 —ln e R a
4 n , 出脉 冲 被调 制 并 产 生 明显 尾 脉 冲 现象 , 析 了 原 因 , 明 调 制 脉 冲是 由于 空 问 电磁 辐 射 于扰 , r Y G晶 体 的慢 恢 复 可 饱 和 吸 收 特性 21 输 J 分 说 c4 A :
导致 尾 脉 冲 产生 。
关 键 词 : 光 技 术 ; 激 光 器 ; 动调 Q; r : A 激 固体 被 c4 Y G晶 体 中图 分 类 号 : N 4 . T 28 1 文献 标 识 码 : A 文 章 编 号 :23—24 (08 0 05 7 320 )6一O2 O4—0 2
提要 : 采用 30 0 W准连续激光二极管阵列 L A端面泵浦 N : A D d Y G晶体, 微柱透镜和透镜导管耦 合, r Y G可饱和吸收体被动调 Q, C4 A : 实现 调 Q脉冲输 出, 激光腔长 4 5m, r Y G晶体初始透过率 Tr 32 泵浦能量 6 .8 J输 出单脉冲激光 , .c C4 A : c =7 .%, 34『 , n 脉冲宽度 1n, 0s单脉 冲能量 3 .
/1G inU i rt oT cnl y G injagi4 04 C ia . ul n esy f eho g, ul , nx5 10 , h ; i v i o i u n

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