LD侧泵全固态Nd_YAG_KTP高功率连续绿光激光器
LD端面泵浦Nd：YAP晶体腔内倍频539.5nm连续输出绿光激光器
LD端面泵浦Nd：YAP晶体腔内倍频539.5nm连续输出绿光激光器作者：曲大鹏宋婷来源：《中国化工贸易·中旬刊》2017年第09期摘要：一台采用半导体泵浦Nd：YAP晶体腔内LBO倍频的波长为539.5nm的连续输出激光器。
选取Nd：YAP晶体由能级4F3/2到能级4I11/2的跃迁过程中的1079nm谱线作为基频光，采用I类相位匹配非线性晶体LBO作为倍频晶体，在LD泵浦功率为2W时，在V型腔中实现了50MW的539.5nm连续输出。
对比了不同腔长的谐振腔稳定参数G随热焦距的变化。
关键词：YAP晶体腔内；波长；激光器1 引言人眼敏感波长峰值在550nm；血细胞在540nm附近存在吸收峰。
Nd：YAP晶体为负双轴正交晶体，可以选择的切割方式分别a轴切割，b轴切割，c轴切割。
晶体在1000nm附近主要有三个较强谱线，分别是1064nm，1072nm和1079nm，这三个波长的受激发射截面在不同轴向都不相同，如表1所示，其中1079nm在a轴和b轴上的受激发射截面都比其他两个波长稍强，在b轴方向为44x10-20cm2。
当选择a轴切割的Nd：YAP 晶体时，切面垂直于a轴，此时在截面内的b轴和c轴分别垂直于a轴，可以通过偏振选频等方式b轴方向上的1079nm基频起振。
Nd：YAP的1079nm谱线的受激发射截面为44x10-20cm2，这个数值已经接近Nd：YAG 晶体的1064nm谱线的受激发射截面，比Nd：KGW和Nd：YLF的主要谱线都要强，而他的导热能力与Nd：YAG相当，在拓展固体激光器波长方面有很大潜力，对比不同晶体主要谱线的受激发射截面和能级寿命等参数，可以看到Nd：YAP的1079nm谱线是波长最长的，可以通过倍频获得539.5nm的黄绿色激光。
1079nm谱线是由能级4F3/2到能级4I11/2的跃迁产生，Nd：YAP晶体能级分布如图1所示。
从ND：YAP能级可以看出，1079nm激光谱线的实现过程是由泵浦光将基态离子泵浦到4F5/2能级，然后通过无辐射跃迁到4F3/2能级，即1079nm的上能级，当上能级离子跃迁到4I11/2能级时产生1079nm激光谱线。
LD泵浦全固体单频YVO_4_KTP绿光激光器研究
第31卷 第4期2001年8月激 光 与 红 外LA SER&IN FR AR EDV o l.31,N o.4A ug ust,2001·激光器· 文章编号:1001-5078(2001)04-0208-02LD泵浦全固体单频YV O4/K T P绿光激光器研究郑 权1,檀慧明1,赵 岭2(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.中国科学院上海光学精密机械研究所,上海201800)摘 要:报道了一种用国产激光二极管泵浦的全固体高效率单频Nd∶YVO4/KT P绿光激光器的设计。
结合采用短程吸收法与双折射滤光片技术两种选频方案,实现了Nd∶YVO4/KTP结构绿光激光器的单频稳定输出。
在泵浦功率为360m W时,单频稳定输出达38m W,光-光转换效率超过10%。
关键词:LD泵浦;Nd∶YVO4/KT P;单频;绿光激光器中图分类号:T N248.1 文献标识码:AStudy of LD-pumped YVO4/KTP Single-frequency Green LaserZH ENG Quan1,T AN Hui-ming1,ZHAO Ling2(1.Chang chun institut e o f O ptics,F ine M echanics and Phy sics,Changchun130022,China;2.Shanghai insti-tute o f Optics and Fine M echanics,Shanghai201800,China)Abstract:A design of LD-pum ped high efficiency Nd∶Y VO4/KT P single fr equency gr een laser w as presented in the paper.U sing the combination of sho rt absor ptio n depths and bir ef ring ent filt er for med by a type-ⅡCP M K T P cr ystal and a Brew ster plate,mode selectio n w as per for med.W it h360m W incident pump laser,38mW single-fr equency laser o ut put w as obtained,t he o ptical-to-optical conv ersio n up to10%Key words:L D-pumped;N d∶Y V O4/KT P;single-fr equency;g r een laser.1 引 言LD泵浦的全固体激光器具有效率高、结构紧凑、光束质量好、性能稳定、寿命长等优点,日益引起人们的广泛重视。
3种常见腔型LD泵浦全固体绿激光器
第23卷 第5期2002年 应用光学 V o l .23 N o .52002文章编号:1002-2082(2002)05-0019-033种常见腔型LD 泵浦全固体绿激光器张玲,杨少辰(北方交通大学物理系,北京100044)摘 要: 总结LD 泵浦全固体绿激光器的3种常见腔型:即传统直腔、三镜折叠腔和四镜环行腔。
分别对3种腔型的特点进行分析。
关键词: 直腔;折叠腔;环行腔;绿激光器中图分类号:TN 248.1 文献标识码:A引言由于激光二极管(L aser D i ode )抽运的固体绿激光器具有体积小、转换效率高、光束质量好、寿命长等独特优点,已成为当今激光领域研究开发的热点。
高功率绿色激光在激光医疗、抽运染料及钛宝石激光器中起重要作用,并且绿激光在海水中有良好的穿透特性,所以在水下遥感和通讯中也有广泛地应用前景。
为了获得大功率高效率的固体绿激光器,必须选择合适的腔型。
本文总结了目前常用的3种腔,并对3种腔的特点进行分析。
1 3种腔型的全固体绿激光器1.1 传统直腔的全固体绿激光器全固体绿激光器的直腔结构如图1所示。
图1 绿激光器的直腔结构F i g .1 Stra i ght cav ity structure of green la ser 首先把激光二极管阵列发射的光束质量很差的激光耦合到光纤中,经过一段传输,从光纤中出射的光束变成发散角较小的、圆对称的、中间部分光强最大的泵浦光束。
此光束入射到N d ∶YA G 激光棒上。
靠近聚光系统一端的激光棒镀有808nm 高透和1064nm 高反膜,且作为一个腔镜,这就减少了额外使用腔镜引入新的损耗。
介质膜片对1064nm 高透同时对532nm 高反,从而防止激光晶体对倍频光的吸收。
倍频晶体为 类相位匹配的KT P 晶体。
输出镜为R =300mm 的平凹镜,它对1064nm 高反同时对532nm 高透。
在有效抽运功率为10W 时,得到输出平均功率为1.7W 的532nm 绿光,总体光转换效率为17%。
LD端面泵浦Nd：YVO4／KTP连续绿光激光器热效应研究
Ｌ Ｄ端面泵浦 Ｎ ：Ｖ ４ Ｋ Ｐ连续绿光激光器热效应研究 ｄＹ Ｏ ／ Ｔ
李 明真 毕云 峰 于 家峰 杨 海莲 ， ， ，
（． １ 德州学院物理 系， 山东 德州 ２３ ２ ；． ５ ０ ３ ２ 山东大学 威海分校信息工程学 院， 山东 威海 ２４ ０ ） ６ ２ ９
摘 要： 针对 Ｎ ：Ｖ 晶体热传导各 向异性的特点， ｄ Ｏ Ｙ 在泵浦光为高斯光束、 泵浦尺寸小于通光 面 的情况下 ， 求解 晶体热传 导 方程 ， 到 晶体 中各 点 的精 确 温度 ， 而分 析 Ｌ 得 从 Ｄ端 面 泵 浦 固体 激光器的热效应。在理论分析的基础上， 优化腔形， 设计 了Ｖ形折叠腔 Ｎ ：Ｖ Ｋ Ｐ腔 内 ｄＹ Ｏ／ Ｔ 倍 频连 续绿光 激光器 ， 在泵 浦 功率 为 １Ｗ 时 ，０４ ｍ 和 ５ ２ｍ 激光 输 出功 率 分 别 为 ７４ Ｗ 和 ５ １６ ｎ ３ｎ ．２ ４ ， 一光 转换 效 率为 ４ ． ％ ，６ ７ 。 Ｗ 光 ９５ ２ ．％ 关键 词 ： 激光 晶体 ； 热效应 ；ｄＹ Ｏ Ｎ ：Ｖ 晶体 ； 端面 泵浦 ； 向异 性 各 中图分 类号 ：Ｎ ４ ． Ｔ ２８１ 文献标 识码 ： Ａ
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第３ ７Байду номын сангаас 第 １ 期 １
２０ ０７年 １ 月 １
激 光 与 红 外
Ｌ ＡＳＥＲ ＆ Ｉ ＮＦＲＡＲＥＤ
Ｖｏ ． ７， ． １ １３ Ｎｏ １ Ｎｏ ｅ ｅ ， ０ ７ ｖ ｍｂ ｒ ２ ０
文章编号 ：０ １５７ （０ ７ １－１８ ３ １０ —０ ８ ２ ０ ） １１６ － ０
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｅ ａ ｆｅ ｔｏ ｏ ｅ Ｅｎ － ｕ ｐ ｄ Ｎｄ： ｔ ｄ ｎ Ｔｈ ｍ ｌＥｆ ｃ ｆ Ｄｉ ｄ ｄ ｐ ｍ ｅ ＹＶＯ４／ ＴＰ Ｋ ＣＷ ｅ ｎ Ｌａ ｅ Ｇｒ ｅ ｓ ｒ
LD泵浦连续及脉冲绿光激光器研究的开题报告
LD泵浦连续及脉冲绿光激光器研究的开题报告题目：LD泵浦连续及脉冲绿光激光器研究摘要：本次研究旨在利用LD泵浦连续及脉冲绿光激光器，实现高效、高质量的绿光输出。
通过理论分析和实验验证，对该激光器的调谐范围、输出功率及光束质量等性能进行了研究和优化，为绿光激光器的应用提供了重要的参考。
关键词：LD泵浦、连续激光器、脉冲激光器、绿光输出、光束质量1. 研究背景绿光激光器在生物医学、光通信、激光雷达等领域都有广泛的应用。
传统的绿光激光器多采用Nd:YAG激光器的二次谐波产生绿光的方法。
但这种方法成本高、效率低、可靠性差，在一些特殊应用环境下难以满足需求。
因此，发展一种高效、高质量的LD 泵浦绿光激光器具有较大的应用前景。
2. 研究内容本次研究采用LD泵浦连续及脉冲绿光激光器作为研究对象，旨在优化该激光器的性能，具体研究内容包括：(1) LD泵浦绿光激光器的基本原理及调谐范围，包括基本结构、激光输出波长、调谐方式等方面的原理研究。
(2) 连续激光器的高效绿光输出，包括LD泵浦绿光激光器的输出功率、光束质量、稳定性等方面的研究。
(3) 脉冲激光器的高能量绿光输出，包括LD泵浦绿光激光器脉冲工作方式的实现、脉宽及重复频率的优化以及高能量绿光输出的设计等方面的研究。
3. 研究方法本次研究采用理论分析和实验验证相结合的研究方法。
根据LD泵浦绿光激光器的基本原理，通过数值模拟和实验测量，对其性能进行分析和优化。
4. 研究意义本研究的意义在于，通过对LD泵浦绿光激光器性能的研究及优化，实现高效、高质量的绿光输出，为绿光激光器在生物医学、光通信、激光雷达等领域的应用提供了具有参考价值的结果。
5. 研究进展目前，本研究已经完成LD泵浦绿光激光器的基本结构设计及实验搭建。
初步的实验结果表明，采用LD泵浦脉冲绿光激光器可以实现较高的输出功率和良好的光束质量，达到了预期的研究目标。
6. 计划进度下一步工作将重点关注LD泵浦连续绿光激光器的实验研究，包括对其输出功率、光束质量及稳定性等方面的优化。
为您介绍什么是NdYAG固体激光器
为您介绍什么是Nd:YAG固体激光器一、概述Nd:YAG激光器是一种固态激光器，其涉及到的晶体材料为Nd掺杂的YAG（氧化铝的钇掺杂物）。
由于其高光束质量和较长的激光波长，Nd:YAG激光器现在广泛应用于工业、医疗、研究等领域。
二、原理Nd:YAG激光器通过增强受激发射过程得到激光放大。
具体来说，Nd:YAG晶体里的Nd元素被用稀土离子掺杂，形成Nd3+离子。
当该离子受到足够强度的光子激发时，其能量水平发生变化，此时，Nd3+离子的电子已经处于激发状态，在辐射自发跃迁过程中放出激光辐射。
Nd:YAG激光器常用的波长为1064nm，可通过频率加倍/三倍、QS调制等手段改变激光波长。
三、优势1.小体积、高光束质量：相对于气体激光器，Nd:YAG激光器的体积更小，因为其没有必要装置大量的气体。
同样地，其输出的光束质量也要高得多，因为光主要通过激光器内的固体晶体传输，这减少了对其它材料（如气体和液体）的相互作用。
因此，在需要用小体积的高质量激光器的需求上，Nd:YAG激光器是一种理想的选择。
2.较长的激光波长：Nd:YAG激光器的激光波长为1064nm，这使得其在现代激光通信和雷达系统中得到广泛应用。
因为这个波长可以穿透云层和烟雾，需要穿过的信号损失很少。
3.高稳定性：激光发射器的稳定性对于一些实验和应用非常重要。
Nd:YAG激光器是一种固态激光器，其操作比较稳定，也不需要经常重加油。
四、应用领域1.切割、打孔和焊接：Nd:YAG激光器广泛应用于汽车、航空航天和电子领域中材料的切割、打孔和焊接。
2.医学：用Nd:YAG激光治疗心血管、皮肤和眼部疾病中有很广泛的应用。
3.光通信：Nd:YAG激光器广泛应用于光纤通信和激光通信系统中。
4.研究：许多物理学家使用Nd:YAG激光器来探索全新的物理领域，如量子光学和原子物理学。
五、结论总而言之，作为一种高稳定性、高效率、小体积的固态激光器，Nd:YAG激光器已经广泛应用于工业、医疗、研究等领域，为这些领域的进步做出了巨大的贡献。
全固态多模绿光激光器腔内倍频KTP晶体热效应
832
红外与激光工程
第 40 卷
百瓦级激光器稳定运转时腔内多模振荡的模式 有 TEM00、TEM10、TEM01、TEM11 以 及 其 他 高 阶 模 。 图 3 为 TEM00、TEM10、TEM01、TEM11 多 模 光 强 归 一 化 模 式 分布图。
(a) TEM00-mode
(b) TEM10-mode
摘 要： 为解决百瓦级绿光激光器腔内倍频非线性晶体的热效应问题，以解析分析为基础，研究了谐振 腔内多模振荡状态下非线性晶体的温度场分布。 通过对激光谐振腔内非线性晶体工作特点的分析，建立 了腔内多模倍频方形 KTP 晶体的热分析模型，给出了归一化的多模光束分布表达式 。 利用热传 导方程， 得到了多模倍频方形非线性晶体温度场的一般解析表达式。 同时分析了腔内基波功率、多模光斑半径对 非线性晶体温度场的影响。 研究结果表明，若腔内基频光功率为 500 W、束腰半径为 200 μm 的 多 模 光 束 辐 射 到 方 形 KTP 晶 体 时 ，晶 体 内 的 最 高 温 升 为 83.14 ℃。 研 究 对 于 减 少 百 瓦 级 绿 光 激 光 器 腔 内 倍 频 晶 体热效应引起的相位失配，提高百瓦级绿光激光器输出功率起指导作用。 关 键 词 ： 多 模 谐 振 ； 腔 内 倍 频 ； KTP 晶 体 ； 热 效 应 ； 解 析 分 析 中 图 分 类 号 ： TN248.1 文 献 标 志 码 ： A 文 章 编 号 ： 1007-2276(2011)05-0830-05
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。
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LD侧泵全固态Nd：YAG/KTP高功率连续绿光激光器
文章摘要:报道了LD侧泵全固态Nd∶YAG/KTP高功率连续绿光激光器。
泵浦组件为中科院半导体所生产的808 nm半导体激光器（LD）组件,由9个20 W的激光二极管组成（呈三角形等间距分布）,最大泵浦功率为180 W。
在平凹直腔的腔型结构下,当LD连续抽运Ф3 mm×65 mm Nd∶YAG激光棒时,分别选用不同长度的KTP倍频晶体,实现了II类临界相位匹配腔内倍频,最终在泵浦电流22.5 A时,获得了最大功率为21.3 W的连续、稳定532 nm激光输出,输出不稳定度优于2%,光-光（1064-532 nm）转换效率为42.6%。
文章关键词:LD侧面泵浦绿光激光器Nd∶YAG晶体KTP晶体内腔倍频
文章快照:入谐波镜可
以实现双通倍频，单端输出，所以功率大大提高。
除此之外，KTP的长度会直接影响倍频效率的大小，倍频晶体过短不可能获得高的转换效率；过长则由于插人损耗的增加、倍频过程引起的非线性损耗的增加导致腔内基频光功率密度下降，所以通过比较，我们选取了4m m×4mm×7mmKTP晶体，另外，在实验中一部分基波功率会被倍频晶体吸收，从而导致其温度升高，造成相位失配，所以除了加强水冷调节之外，还需要不断调节KTP晶体的角度使输出功率达到最佳。
同时，为了减小KTP晶体“灰线效应”的发生机率，还应有意扩大倍频晶体上的基模光斑半径以降低其上的激光功率密度。
4结论研究了最高功率为180W 的LD组件侧面泵浦Nd：YAG绿光激光器，选用Nd：YAG激光晶体及KTP倍频晶体，并对倍频晶体的长度进行了选择。
通过对谐振腔参数进行优化设计，最终在平凹直腔结构下进行腔内倍频，获得了21．3w的532nm绿光激光输出，输出不稳定度优于2％，光一光(1064—532nm)转换效率为42．6％。
如今后在谐振腔中加入基频光偏振元件，或采用折叠腔实验，会获到更高的倍频效率及功率输出。
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