二极管泵浦被动调QNd_YAG_KTP绿光激光器_英文_
各种激光器的介绍

各种激光器的介绍激光(Laser)是光学与物理学领域中的重要研究方向之一,也是现代科学中应用最广泛的光源之一、激光器是产生、放大和产生激光的装置,它能够使光以高度有序的方式输出,并具有高度相干和高度定向的特性。
激光器可以根据不同的工作原理和激光频率,分为多种类型,下面将为大家介绍几种常见的激光器。
1. 固体激光器(Solid State laser):固体激光器是利用固体材料作为介质的激光器。
固体激光器的工作物质通常为具有特殊能级结构的晶体或玻璃材料。
最早的固体激光器是由人工合成的红宝石晶体制成的。
它具有高度的可靠性、较高的功率输出和较宽的谱段覆盖等特点,广泛应用于医疗、测量、通信、材料加工等领域。
2. 气体激光器(Gas laser):气体激光器是利用气体作为活性介质的激光器。
常见的气体激光器有二氧化碳激光器、氦氖激光器等。
其中,二氧化碳激光器是最早被发现和研究的激光器之一,具有连续激光输出、较高的功率密度和中远红外波段特点,广泛应用于材料加工、切割、医疗等领域。
3. 半导体激光器(Semiconductor laser):半导体激光器是利用半导体材料作为活性介质的激光器。
它是目前应用最广泛的激光器之一,常见的有激光二极管(LD)和垂直腔面发射激光器(VCSEL)。
半导体激光器具有小巧轻便、功耗低、寿命长等特点,广泛应用于激光显示、光通信、生物医学等领域。
4. 光纤激光器(Fiber laser):光纤激光器是利用光纤作为反射镜和放大介质的激光器。
它采用光纤的内部介质作为激光器的活性介质,激光通过光纤进行传输和放大。
光纤激光器具有高度稳定性、方便携带、适用于长距离传输等特点,广泛应用于材料加工、制造业、激光雷达等领域。
5. 半导体泵浦固体激光器(Diode-pumped solid-state laser):半导体泵浦固体激光器是利用半导体激光器(如激光二极管)泵浦固体材料产生激光的激光器。
它继承了固体激光器的高功率、高效率和稳定性等特点,同时又具有半导体激光器小尺寸、低功耗等优势。
LD侧泵全固态Nd_YAG_KTP高功率连续绿光激光器

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。
常见激光器结构及器件功能介绍

例如:DRACO-11D30-L
该型号代表的激光器型号是: 1064nm波长、Nd:YVO4晶体、双二极管泵浦、
30W激光管、长脉宽
只需根据型号,便可知该激光器大致参数,便于 对不同的应用选择不同激光器
各型号激光器参数
型号
参数 激光波长 光束质量M2 最大输出功率 激光脉宽范围
DRACO-11D30-L DRACO-11D30 DRACO-11D40 DRACO-12D30-L DRACO-51D30 DRACO-51D40 DRACO-51S40 DRACO-11S40 DRACO-52D30-S
调Q即开关, 声光调Q:超声波衍射光栅 电光调Q:旋转偏振方向 机械调Q:…
Q开关
QS27-4S-B-XXn
QS: Q-Switch 缩写 27 :声光驱动射频频率 MHz
4 :通光孔径 1.6 2 3 4 5 6.5 8 mm
S :超声波模式 C 偏振 S非偏振 D正交
B :水接头形式 S B R
分类
腔内倍频
Q
LBO Nd:YVO4
腔外倍频
Q
Nd:YVO4
LBO
打 C标O2机激光用器到,的新激锐、光相器干、自制
YAG灯泵浦固体激光器
kr lamp Nd:YAG rod
侧面泵浦固体激光器
LD
Nd:YAG rod
端面泵浦固体激光器
LD Nd:YAG Nd:YVO4 光纤激光器 IPG ,SPI
4、多参量的输出 复杂的、高要求的应用需要针对性强的激光输出参 量。 “DRACO”作为一个激光器平台,通过多重冗余 设计,可实现不同激光波长、不同激光功率、不同激 光脉宽等的组合输出,最大限度满足各个行业应用的 需要。
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。
激光二极管泵浦Nd_YVO_4_LBO腔内倍频瓦级连续波绿光讲解

第18卷第7期1998年7月光学学报ACT A OPT ICA SIN ICA V ol. 18, N o. 7July , 1998激光二极管泵浦Nd ÷YVO 4/LBO 腔内倍频瓦级连续波绿光激光器*何京良王建明侯玮赵宗源许祖彦吴星杨国桢1 , 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 ÷Y V O 4晶体、L BO 腔内倍频的全固态瓦级连续波(CW 绿光激光器。
对L BO 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 EM 00模532nm 连续波绿光输出, 光-光转换效率达22%, 电-光转换效率达3%。
关键词全固态绿光激光器, N d ÷YV O 4, L BO 腔内倍频。
1 2 1 2 1 2 11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, 用20W 激光二极管泵浦Nd ÷YAG 、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Nd ÷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 EM 00模, 532nm 。
其光-光转换效率达22%, 电-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。
[1]2N d ÷Y VO 4/LBO 绿光激光器结构Nd ÷YV O 4/LBO 绿光激光器采用三镜折叠腔结构, 如图1所示。
这种腔结构的优点是将倍频光与基频光分开, 从而避免了Nd ÷YVO 4对绿光的吸收, 同时可产生两个束腰, 将激光晶体与倍频晶体分别放在两束腰处, 以求获得较大的泵光功率密度和较高的倍频转换效率。
二极管泵浦激光器原理

二极管泵浦激光器原理咱今儿个聊聊二极管泵浦激光器原理,这可是个有意思的话题。
二极管泵浦激光器,听着就挺高科技,是吧?但咱别怕,一步步来,保管您能听懂。
话说这二极管泵浦激光器啊,其实就是个能将光能转换成激发能量的装置,听起来挺玄乎,其实原理挺简单。
咱先说说啥是泵浦,泵浦说白了就是给一个系统或物体提供能量的过程。
就像咱给汽车加油,让它有足够的能量行驶一样,泵浦就是给特定的物质或系统提供能量,使其能够进行某种活动或产生某种效果。
在激光技术中,泵浦就是通过外部能源将能量输入到激光材料中,使其处于激发状态,从而产生激光。
咱这二极管泵浦激光器啊,它的泵浦源就是半导体激光二极管,简称LD。
这LD可厉害了,寿命长、效率高、体积小、重量轻,比那闪光灯泵浦源强多了。
咱想想,要是把一个闪光灯和一个LD放在一起,那LD肯定是又小巧又耐用,还不占地方,这谁不喜欢呢?再说说这二极管泵浦激光器的工作原理,其实也不难。
咱知道,激光工作的核心在于增益介质的能级结构。
这增益介质啊,就像个蓄水池,里面的粒子就像水池里的水。
正常情况下,这些粒子都在基态,也就是水池的底部。
咱这泵浦过程啊,就是通过LD提供的能量,把这些粒子从基态激发到高能态,也就是把水池里的水往上面抽。
这粒子一旦被激发到高能态,就形成了粒子数反转,也就是水池上面的水比下面的水多了。
这时候,要是有个外界光子过来刺激一下,这些高能态的粒子就会通过受激发射过程跃迁回基态,同时释放出一个与激发态到基态跃迁能量相匹配的光子。
这就像水池上面的水一下子倒下来,砸出了一个水花,这个水花就是释放出的光子。
这释放出的光子啊,还不止一个,它会引发连锁反应,形成光放大效应。
就像咱扔了个石头到水池里,一下子溅起了好多水花一样。
这些光子在激光介质中来回反射,不断增加数目和能量,最后从激光器中输出,形成一束高强度、高相干性的激光束。
这二极管泵浦激光器啊,不仅原理简单,而且优点多多。
体积小、重量轻、耗电省、可靠性高,这些可都是它的标签。
光纤通信中需要掌握的英文单词及缩写
光纤通信中常用英文缩写ac alternating current 交变电流AM amplitude modulation 幅度调制APD avalanche photodiode 雪崩二极管ASE amplified spontaneous emission 放大自发辐射ASK amplitude shift keying 幅移键控BER bit error rate 误码率CATV common antenna cable television 有线电视CDM code division multiplexing 码分复用CNR carrier to noise ratio 载噪比CVD chemical vapour deposition 化学汽相沉积CW continuous wave 连续波DBR distributed Bragg reflector 分布布拉格反射DFB distributed feedback 分布反馈dc direct current 直流DCF dispersion compensating fiber 色散补偿光纤DSF dispersion shift fiber 色散位移光纤DIP dual in line package 双列直插EDFA erbium doped fiber amplifier 掺铒光纤激光器FDDI fiber distributed data interface 光纤数据分配接口FP Fabry Perot 法布里- 珀罗FWHM full width at half maximum 半高全宽FWM four-wave mixing 四波混频GVD group-velocity dispersion 群速度色散IM/DD intensity modulation with direct detection 强度调制直接探测LED light emitting diode 发光二极管L-I light current 光电关系MCVD Modified chemical vapor deposition 改进的化学汽相沉积MZ mach-Zehnder 马赫泽德NA numerical aperture 数值孔径NF noise figure 噪声指数NRZ non-return to zero 非归零OC optical carrier 光载波OOK on-off keying 开关键控OTDM optical time-division multiplexing 光时分复用OVD outside-vapor deposition 轴外汽相沉积OXC optical cross-connect 光交叉连接PCM pulse-code modulation 脉冲编码调制PDM polarization-division multiplexing 偏振复用PON passive optical network 无源光网络RZ return-to-zero 归零RA raman amplifier 拉曼放大器SBS stimulated Brillouin scattering 受激布里渊散射SCM subcarrier multiplexing 副载波复用SDH synchronous digital hierarchy 同步数字体系SLA/SOA semiconductor laser/optical amplifier 半导体激光器/光放大器SLM single longitudinal mode 单纵模SNR signal-to-noise ratio 信噪比SONET synchronized optical network 同步光网络SRS stimulated Raman scattering 受激拉曼散射TCP/IP transmission control protocol/internet protocol 传输控制协议/ 互联网协议TDM time-division multiplexing 时分复用TW traveling wave 行波VAD vapor-axial epitaxy 轴向汽相沉积VCSEL vertical-cavity surface-emitting laser 垂直腔表面发射激光器VPE vapor-phase epitaxy 汽相沉积WDMA wavelength-division multiple access 波分复用接入系统DWDM dense wavelength division multiplexing/multiplexer密集波分复用/ 器FBG fiber-bragg grating 光纤布拉格光栅AWG arrayed-waveguide grating 阵列波导光栅LD laser diode 激光二极管AOTF acousto optic tunable filter 声光调制器AR coatings antireflection coatings 抗反膜SIOF step index optical fiber 阶跃折射率分布光纤GIOF graded index optical fiber 渐变折射率分布光纤Cross-talk 串音Passive component 无源器件Active component 有源器件Soliton 孤子Jitter 抖动Heterodyne 外差Homodyne 零差Transmitter 发射机Receiver 接收机Transceiver module 收发模块Birefringence 双折射Chirp 啁啾Binary 二进制Chromatic dispersion 色度色散Cladding 包层Jacket 涂层Core cladding interface 纤芯包层界面Gain-guided semiconductor laser 增益导引半导体激光器Index-guide semiconductor laser 折射率半导导引体激光器Threshold 阈值Power penalty 功率代价Dispersion 色散Attenuation 衰减Nonlinear optical effect 非线性效应Polarization 偏振Double heterojunction 双异质结Electron-hole recombination 电子空穴复合Linewidth 线宽Preamplifer 前置放大器Inline amplifier 在线放大器Power amplifier 功率放大器Extinction ratio 消光比Eye diagram 眼图Fermi level 费米能级Multimode fiber 多模光纤Block diagram 原理图Quantum limited 量子极限Intermode dispersion 模间色散Intramode dispersion 模内色散Filter 滤波器Directional coupler 定向耦合器Isolator 隔离器Circulator 环形器Detector 探测器Laser 激光器Polarization controller 偏振控制器Attenuator 衰减器Modulator 调制器Optical switch 光开关Lowpass filter 低通滤波器Highpass filter 高通滤波器Bandpass filter 带通滤波器Longitudinal mode 纵模Transverse mode 横模Lateral mode 侧模Sensitivity 灵敏度Quantum efficiency 量子效率White noise 白噪声Responsibility 响应度Waveguide dispersion 波导色散Zero-dispersion wavelength 零色散波长Free spectral range 自由光谱范围Surface emitting LED 表面发射LED Edge emitting LED 边发射LED Thermal noise 热噪声Quantum limit 量子极限Sensitivity degradation 灵敏度劣化Intensity noise 强度噪声Timing jitter 时间抖动Packaging 封装Maxwell’s equations 麦克斯韦方程组Material dispersion 材料色散Rayleigh scattering 瑞利散射Nonradiative recombination 非辐射复合Driving circuit 驱动电路Sketch 绘图Splice 接续r efractive index 折射率cladding 包层modal distortion 模式畸变GRIN fibers 渐变折射率光纤Multimode 多模SI fibers 阶跃折射率光纤Spontaneous emission 自发辐射APD 雪崩光电二极管Sensitivity 灵敏度statistical law 统计规律threshold current 阈值电流forward biased 正向偏置reverse biased 反向偏置Edge emitting LED 边发射二极管Surface emitting LED 面发射二极管Lambertian pattern 朗伯型Visible 可见infrared 红外ultraviolet 紫外carrier 载波resonant 谐振F-P Lasers 法布里-珀罗激光器longitudinal modes 纵模transverse modes 横模Population inversion 离子数反转Stimulated emission 受激辐射Positive feedback正反馈excess lose 额外损耗splice 接续depletion region 耗尽层transit time 渡越时间response time 响应时间attenuation 衰减scattering 散射bandgap 能带间隙cutoff wavelength 截止波长star couplers 星型耦合器fiber Bragg grating 光纤布拉格光栅fiber optical isolator 光纤隔离器switches 光开关linearly polarized 线偏振circularly polarized 圆偏振unpolarized 非偏振WDM 波分复用Photodetector 光探测器Photon 光子EDF,Erbium Doped Fiber 掺铒光纤EDFA 掺铒光纤放大器energy level diagram 能级图electroabsorption modulator 电吸收调制器external modulation 外调制internal modulation 内调制quantum efficiency 量子效率slope efficiency 斜率效率pump wavelength 泵浦波长spectral width 谱宽silica fibers 石英光纤V :归一化频率source linewidth 光源线宽optic bandwidth 光带宽electrical bandwidth. 电带宽chirp 啁啾analog modulation 模拟调制digital modulation 数字调制transparent windows 透光窗口attenuation coefficient 衰减系数SNR,signal-to-noise ratio 信噪比noise figure 噪声指数responsivity 响应度。
中英文激光器参数
Residual infrared light ( IR ) Beam size at 10 meters distanc e (mm) Switch Surface color Range in darkness (m) Operating lifetime (hours ) Energy distribution Beam spot Pins information Remark Pilot light (optional) Working voltage DC (V) Working Temperature (℃ ) Focus distance (mm) E ven round positive of diode negative of diode Push button
ratekhzcontrollable重复频率千赫兹可控制的uncontrollable不可控制的averagepowermw平均功率毫瓦beamroundness光束圆度beamalignmenttolerancepositionr光束准直公差位置ranglemrad角度毫弧度ldoperatingvoltagevld工作电压伏ldoperatingcurrentmald工作电流毫安operatinghumidity工作湿度storagetemperature存储温度摄氏度packagesizemm包装尺寸毫米avepowerstabilityover4hours平均功率稳定性4小时cooledmethodaircooled冷却方式风冷watercooled水冷residualinfraredlightir红外光剩余量beamsizeat10metersdistancemm10米处光斑尺寸毫米switchpushbutton开关按钮surfacecolor表面颜色rangeindarknessm暗处射程米operatinglifetimehours工作寿命小时energydistributioneven能量分布平顶分布beamspotround光斑圆pinsinformationpositiveofdiode针角信息二极管正极negativeofdiode二极管负极remark备注pilotlightoptional指示光可选workingvoltagedcv工作电压直流伏workingtemperature工作温度摄氏度focusdistancemm焦距毫米激光参数缩写符号典型值出光功率pow201阈值电流itha033工作电流ioa208工作电压vov230斜率效率esmwma115功率斜率ep4200微分电阻rd041峰值波长nm80470光谱宽度nm160水平角度630垂直角avelength (nm) Output power (mW) Sum output power (mW) Near round Trans verse mode Near TEM00 TEM00 Longitudinal mode CW Operating mode Q-switched: AOM (Acosto-Optic Modulation) 工作模式 Q-switched pulsed laser Power stability (rms, over 4 hours) Warm-up time (minutes) M factor Beam divergence, full angle (mrad) Beam diameter at the aperture (mm) Beam height from base plat e (mm) Spectral linewidt h (nm) Polarization ratio Pointing stability after warm -up (mrad) Noise of amplitude (rms, 1~20MHz) Coherent length (m) Operating temperature ( ℃) Power supply Modulation TTL modulation Analog modulation 期望寿命(小时) 保修期 单脉冲能量 (微焦) 脉宽 (纳秒) 峰值功率 (瓦) Cont rollable Uncontrollable A verage power (mW) Beam roundness Beam alignment tolerance Position (Δr) Angle (mrad) 平均功率 (毫瓦) 光束圆度 光束准直公差 位置(Δr ) 角度(毫弧度) 重复频率(千赫兹) 可控制的 不可控制的
2.5 声光调Q
2.5 声光调Q 2.5.1 基本原理
声光调制原理 声光调Q
声光调Q激光器示意图
声光调Q激光器的特点
开关时间与脉宽 声光Q开关的缺点 声光Q开关与重复频率
连续激光器声光调Q运 转方式
连续激光器高重复率调Q过程
2.5.2 声光Q开关的结构与设计
声光Q开关的结构和声光调制器完全相同。换能器、声光 介质、吸收器三个部分组成,且材料、尺寸相同 不同点:声光调制器:有驻波和行波两种结构。 声光Q开关:只有行波结构。 1、材料的选择: 对声光介质材料的选择应综合考虑如下要求; 介质的品质因数M2要大;对光的吸收要小(即对光的透过 率要高);对超声波的吸收要小;有良好的热稳定性;介 质在光学上是均匀的,且有足够大的尺寸。对功率大的调 Q器件,还要考虑采用激光损伤阈值高的材料。
在1.06微米激光作用下F2-心的透过率
2.6.5 二极管泵浦被动调Q激光器
1)Nd:YVO4/Cr:YAG/KTP结构 被动调Q绿光激光器
翻译
本科毕业设计外文翻译学生姓名:祝静学号:11094106专业班级:光信息科学与技术11-1班指导教师:焦志勇2015年 6月26日二极管泵浦的被动锁模高功率激光器摘要我们不断探讨追求目标是从二极管泵浦被动锁模激光器产生的高平均功率。
最近,我们深刻的了解到,被动锁模激光器调Q开关的不稳定性是在朝向更高输出功率路上的一个关键因素。
我们具体的概述Nd:YAG的实验成果。
Nd:YAG激光(10:7W,16 ps 和27W,19 PS),Yb:YAG(8.1W,2:2 ps和16W,0.7的ps)和Nd:glass(1.4W,275飞秒)。
PACS:42.60; 42.55.Xi皮秒和飞秒锁模激光器具有高平均输出功率,在其所需的许多应用中,特别是对于那些涉及非线性波长转换的应用。
凭借足够高(多千瓦)的峰值功率,我们可以在非线性晶体中利用非常有效的(> 50%)的波长转换实现单通相互作用。
从而,在可见,紫外线或红外线波长区域产生高平均功率锁模脉冲序列。
这些来源可以预期找到非常广泛的应用。
原则上,高平均功率可以通过具有一个或多个扩增阶段的低功率激光振荡器组合来获得。
然而,特别是在FS域,高增益放大器通常依赖于复杂的多通安排。
因此,它显然是最好实现大功率性能直接与激光振荡器,而不是使用放大阶段。
要开发被动锁模二极管泵浦高功率固态激光器。
二极管泵浦对于高效、紧凑和可靠的器件必不可少的。
被动锁模(而不是主动)使用SESAMS(半导体可饱和吸收镜[1-3])导致更简单的设备,同时还允许更短的脉冲持续时间和更高的峰值功率。
然而,到目前为止,从被动锁模激光器获得的的平均功率是远低于从连续波激光器获得的平均功率。
特别是在脉冲持续时间低于1 ps的方式,由二极管泵浦激光器产生的平均功率是典型的远低于1W。
已经获得的子ps的脉冲数瓦平均功率目前只能从钛宝石激光器获得,但是,钛宝石激光器依靠的是笨重、低效氩离子泵激光或者是昂贵的倍频二极管抽运泵浦激光器。
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第31卷第1期 光子学报 V ol.31N o.1 2002年1月 ACT A PHOTONICA SINICA Januar y2002 LD-PUMPED PASSIVELY Q-SWITCHEDNd∶YAG/KTP GREEN LASERZheng Quan1,Zhao Ling21Changchun I nstitute of Op tics,Fine M echanics and Phy sics,CA S,Changcun1300222Shanghai I nstitute of Op tics and Fine M echanics,CA S,Shanghai201800 Abstract An LD-pumped Nd∶YAG/KT P/Cr∶YAG passively Q-sw itched high r epetition rate green laser w as reported in this paper.With750mW incident pum p laser,Q-sw itched gr een laser w ith av erag e po wer of38mW,pulse w idth o f14.7ns,repetitio n rate of20.4kHz and peak pow er of126.6W w as o btained.Keywords LD-pumped;Nd∶YAG;Passive Q-sw itching;Gr een laser0 Introduction In recent y ears,g reat attention has been paid to Q-sw itched all-solid-state blue-g reen laser for som e applicatio ns,such as spec-tr oscopy,display,optical data sto rage,undersea co mmunicatio ns and so on.Generally,active Q-sw itch requires hig h-v oltage or RF driv er,so it is co mplicated and ex pensive.On the contr ary,pas-sive Q-sw itch is less ex pensive,smaller,mo re ro-bust,r eliable and doesn′t r equire electronics.Recently,a novel saturable abso rber Cr∶YAG used as passive Q-sw itch has received much attentio n1.Cr∶YAG,w hich demonstrates saturable absorptio n property at the w avelength range of0.9~1.2 m,has the advantages of large absorption cro ss sectio n,moder ate ex cited-state lifetim e,hig h doped-ion concentration,goo d therm al conductivity,high damag e threshold, low saturatio n intensity,no degradation w ith time,dur ability,stable physical and chem ical pr operties.So it is considered to be an ideal sat-ur able absorber as passive Q-switch for all so lid-state m iniature Nd-doped lasers to o btain high peak pow er and high repetition rate pulse.Lamp and LD pumped Q-sw itched infrared lasers with Cr∶YAG have been successfully demo nstr ated fo r Nd∶YAG,Nd∶YVO4and N d ∶YLF2~4.But the intracavity frequency dou-bling of a CW laser-diode-pum ped Cr∶YAG Q q-sw itched Nd∶YAG,Nd∶YVO4or Nd∶YLF gr een laser hasn′t been repor ted yet as far as w e kno w5,6.In this paper,by using a CW laser dio de as pump source,Cr∶YAG as passiv e Q-sw itch and KTP as intracav ity frequency-do ubling cry stal, w e have realized the Q-sw itching operation of Nd∶YAG gr een laser.1 Experimental setupFig.1sho ws the ex perimental setup of Q-sw itched g reen laser.A QW-1000laser diode made by Institute of Sem iconductor,CAS,is used as pump source;Nd∶YAG and KTP gro wn by Shandong U niversity used as lasing and fre-quency doubling cr ystals respectively;A piece of Cr∶YAG g row n by SIOM is used as passive Q-sw itch;A hig h-stability driver made by CIOM is used to offer current fo r LD and the tem perature co ntroller.T herefore,all the laser devices are made of homemade com po nents.The QW-1000LD is a continuous GaAlAsF ig.1 T he ex per imental setupSuppo rted by863plan(N o.863-307-13-02) Receiv ed date:2001-06-11quantum-w ell laser diode w ith m ax imum pow er of1W,em issio n lig ht cross section of100×1 m2and divergent ang le o f7.8×28.6deg2.By T EC, the LD′s emitting w aveleng th is tuned to the N d ∶YAG′s absor ption peak at808.5nm to m ake Nd∶YAG fully utilize the pump light.In the ex perim ent,because laser dio de′s e-mission cross section is very small,no optical co upling system is used,nam ely,pump light is directly injected into N d∶YAG nex t closely to it.Results w ould show that even w ithout pump light shaping and fo cusing,w e can also obtain only the TEM00m ode oper ation due to the“dy-nam ic apertur e effect”o f Cr∶YAG1,w hich re-strains high-order m odes fr om oscillating.Left facet of Nd∶YAG(1.0mm thick, 1.1at%doped)is co ated w ith808nm AR and 1064nm H R as a reflectiv e mirro r o f the res-onator,and right facet with1064nm AR.Both sides of Cr∶YAG(7×7×1.4mm3,T0=87% fo r small sig nal)are coated with1064nm AR. Bo th sides of KT P(2×2×9mm3,II-ty ped phase matching)coated w ith1064/532nm AR.Left co ncave side of M( =50mm)co ated w ith 1064nm HR and532nm AR,and rig ht plane side w ith532nm AR.In o rder to obtain narrow pulse w idth,all the com po nents should be placed clo sely to r educe the resonator′s leng th.Here, the resonato r′s length is about15mm.2 ResultsBefore measuring the par am eters of532nm pulse,808nm and1064nm are filtered out by the “Filter”.A pow erm eter and a dig ital stor age o s-cillosco pe(500M Hz bandw idth)are used to measure the aver ag e pow er,peak po wer,pulse w idth and period of Q-sw itched green laser.A f-ter that,the repetition rate and sing le pulse ener-gy also could be g ot.The threshold of Q-sw itched g reen laser is abo ut270mW.W hen the incident pump laser is 750mW,the Q-sw itched green laser w ith averge po w er of38mW,pulse w idth of14.7ns,r epeti-tio n rate of20.4kHz and peak pow er of126.6W is obtained,optical to optical co nv ersion efficien-cy mo re than5%.M easurements sho w that the average pow-er,peak pow er,repetition rate and single pulse energy all g reatly increase,w hile pulse w idth slig htly decr eases w ith pump pow er increasing.These results ar e similar to Ref.6.Fig.2is the relatio nship curve o f av er ag e output pow er o f Q-sw icthed green laser as a function of incident pump pow er. F ig.2 T he relatio nship o f aver agepo wer vs.pump po werFig.3and Fig.4are the w avefo rms w itho ut and w ith KT P in the cavity,namely,the wave-fo rms of Q-sw itched1064nm and532nm respec-tiv ely.They sho w that the w avefo rm o f Q-sw itched green laser is smoother than that o f Q-sw itched IR laser due to fr equency doubling effi-ciency pro portional to the intensity o f fundamen-tal frequency w ave.T he fig ur es also show that the pulse w idth of Q-sw itched g reen laser is larg er than that of Q-sw itched IR laser because the ex istence of KT P has incr eased the pho to n′s lifetime in the cavity.F ig.3 Wav efor m of106nm pulse(20nw/div)Fig.4 W avefo rm o f532nm pulse(20ns/div)3 ConclusionBy using a CW laser diode as pump sour ce, Cr∶YAG as passive Q-sw itch,KT P as intracav-ity frequency do ubling crystal,w e have realized Q-sw itching operation of Nd∶YAG green laser. T he all-solid-state Q-sw itched green laser has611期 Zheng Q uan,et al.L D-pumped passiv ely Q-sw itched Nd∶Y AG/K T P gr een laserco mpact structure and can generate hig h r epeti-tio n rate and high peak pow er g reen pulse.In addition,the average pow er,repetition rate and peak pow er of the pulse g reen laser in-crease sharply as the pum p pow er increase. Now,w e are preparing to use a2W laser diode and a“V-shaped”folded cavity to achieve better Q-sw itched pulse gr een laser.References1 L eng Y ux in,L in Lihuang,Ou Yang bin,W an X iaoke.A bsor ption of ex cit ed st ate o f Cr∶YA G cr ystal.A cta O ptica Sinca,2001,21(2):225~227(in Chinese)2 Shimony Y,Burshtein Z,Ben-A mar Bar anga.Repetitive Q-sw itching of a CW N d∶Y A G laser using Cr∶Y A G sa t-ur able absor ber.IEEE J Q uant Elect ro n,1996,32(2):305~3103 Bai Y,W u N,Z ha ng J,L i J,Deng P.P assiv ely Q-sw itched Nd∶Y VO4laser w ith a Cr∶Y A G cr ystal sat ur able ab-sor ber.Appl O pt,1997,36(24):2468~24724 Shen H Y,Wu R F,Zeng Z D,et a l.L aser dio de pumping high-stabilit y1047nm T EM00mo de CW N d∶Y L F laser.Chinese Jour nal o f L aser s,2000,B9(2):103~1065 Bar tscgke J,Bo ller K J,K limov I V,et al.Diode-pum ped passiv ely Q-switched self-frequency-do ubling N d∶Y A G laser.J Opt So c Am,1997,B14(17):3452~34566 Zhao S,Zhang X,W ang Q.Dio de-la ser-pumped passively Q-sw itched Nd∶S-FA P gr een laser.SP IE,2000,3929:261~265二极管泵浦被动调Q N d∶YAG/KT P绿光激光器郑 权1 赵 岭2(1中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,长春130022)(2中国科学院上海光学精密机械研究所,上海201800)收稿日期:2001-06-11摘 要 报道了LD泵浦的Nd∶YAG/KTP/Cr∶YAG结构被动调Q绿光激光器.当注入泵浦功率为750mW时,获得了平均功率38mW,脉冲宽度14.7ns,重复频率20.4kHz,峰值功率126.6W的调Q绿激光输出.关键词 LD泵浦;Nd∶YAG;被动调Q;绿激光Zheng Quan w as born in Heilongjiang,China,o n July2,1973.He re-ceived the B.S.deg ree in1996and the M.S.degree in1999,fro mChang chun Institute of Optics and Fine Mechanics,China.He is presentlypursuing the Ph.D.degr ee in o ptics at Chang chun Institute of Optics,FineM echanics and Phy sics,CAS.He is interested in hig h performance so lid-state laser,high pow er gas laser,no nlinear optics,optical com municationand so on.62光子学报 31卷。