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一种端面泵浦固体激光器的泵浦耦合方法

激光与红外 2016年第4期46卷 418-421页

作者：车进喜张锦春赵娟成斌王洪军中国洛阳电子装备试验中心河南洛阳471003 光电对抗测试评估技术重点实验室河南洛阳471003

泵浦光与振荡光之间的高效耦合是改善泵浦转换效率和输出光束质量的有效途径,也是激光技术领域的研究热点。对光纤耦合激光二极管端面泵浦Nd3+∶YAG激光器的泵浦耦合方法进行了研究,提出了一种通过CCD观察泵浦光在离轴状态下输出光的高... 详细信息

泵浦光与振荡光之间的高效耦合是改善泵浦转换效率和输出光束质量的有效途径,也是激光技术领域的研究热点。对光纤耦合激光二极管端面泵浦Nd3+∶YAG激光器的泵浦耦合方法进行了研究,提出了一种通过CCD观察泵浦光在离轴状态下输出光的高阶模光斑分布,判断泵浦光与振荡光耦合效果,进而调整泵浦光的空间位置获得近似高斯光束的泵浦耦合方法,该方法简单实用,对调整泵浦光以改善输出光束质量有一定的参考作用。

关键词：激光二极管端面泵浦固体激光器耦合

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高重频高峰值功率窄线宽激光放大器

红外与激光工程 2019年第2期48卷 102-106页

作者：颜凡江杨策陈檬桑思晗李梦龙蒙裴贝北京空间机电研究所北京100094 北京市航空智能遥感装备工程技术研究中心北京100094 中国空间技术研究院空间激光信息感知技术核心专业实验室北京100094 北京工业大学激光工程研究院北京100124

高重复频率、高峰值功率、窄线宽的激光在激光雷达领域具有重要的应用价值。在对高重频窄线宽激光进行放大时,为了同时实现高放大倍率与高光束质量激光输出,在高重频、窄线宽被动调Q激光器作为种子源的前提下,设计了利用888 nm半导体激... 详细信息

高重复频率、高峰值功率、窄线宽的激光在激光雷达领域具有重要的应用价值。在对高重频窄线宽激光进行放大时,为了同时实现高放大倍率与高光束质量激光输出,在高重频、窄线宽被动调Q激光器作为种子源的前提下,设计了利用888 nm半导体激光端面泵浦Nd:YVO_4块状晶体实现高增益的一级放大,808 nm半导体激光侧面泵浦Nd:YVO_4板条晶体实现低热透镜效应的二级放大的方案。在重复频率10 kHz时,获得了峰值功率5 MW,线宽154 pm,脉冲宽度0.6 ns,平均功率31.5 W,光束质量M^2为1.98的激光输出。从而验证了将高放大倍率与高光束质量分别控制的放大器设计思路。

关键词：放大器高重复频率高峰值功率窄线宽端面泵浦

LD端面泵浦946nm/473nm连续Nd:YAG/LBO激光器

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红外与激光工程 2013年第11期42卷 2931-2934页

作者：马依拉木.木斯得克姚建铨王鹏天津大学精密仪器与光电子工程学院精光与光电子研究所天津300072 光电信息技术科学教育部重点实验室天津300072

对Nd:YAG 946 nm和473 nm激光器特性进行了实验研究。采用二极管端面泵浦平-平腔实验结构,使用键合Nd:YAG晶体作为激光增益介质,在入射泵浦功率31.8 W时,得到最高11 W的连续波946 nm激光输出,光-光转换效率34.6%,斜率效率35.4%,光束质... 详细信息

对Nd:YAG 946 nm和473 nm激光器特性进行了实验研究。采用二极管端面泵浦平-平腔实验结构,使用键合Nd:YAG晶体作为激光增益介质,在入射泵浦功率31.8 W时,得到最高11 W的连续波946 nm激光输出,光-光转换效率34.6%,斜率效率35.4%,光束质量M2达到7.53,半小时内功率不稳定度小于0.4%。采用I类临界相位匹配LBO晶体对946nm激光进行内腔倍频,获得了0.887 W的连续波473 nm蓝光输出,光-光换转效率5.87%。实验结果表明:所设计的端面泵浦连续激光器具有很强的实用价值。

关键词：连续波高功率端面泵浦 946 nm 内腔倍频

LD端面泵浦Nd:YVO_4激光器热管理结构的研究

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红外与激光工程 2011年第3期40卷 424-428页

作者：侯立群樊仲维王培峰邱基斯张正祥王鹏张晶北京国科世纪激光技术有限公司北京100085 中国科学院光电研究院北京100190

基于一种LD端面泵浦Nd:YVO4激光器,设计了一种热沉结合外部风扇散热的风冷式热管理结构,并利用有限元分析方法对Nd:YVO4晶体的温度场进行了数值模拟,分析了环境温度及界面热阻变化对晶体热致效应的影响。模拟结果表明,晶体泵浦区的温度... 详细信息

基于一种LD端面泵浦Nd:YVO4激光器,设计了一种热沉结合外部风扇散热的风冷式热管理结构,并利用有限元分析方法对Nd:YVO4晶体的温度场进行了数值模拟,分析了环境温度及界面热阻变化对晶体热致效应的影响。模拟结果表明,晶体泵浦区的温度梯度约为17℃,当环境温度升高时,所设计的冷却方案仍能满足系统的散热需求。在此基础上,介绍了一种高效率、小型化风冷调Q激光器的实验装置和实验结果,在泵浦功率为30W时,获得了连续输出功率为14.2W的1064nm基模激光输出,同时,在10kHz重复频率声光调Q下,得到6.53W的准连续基模激光输出。总体光-光转换效率达47.3%,输出激光功率稳定性高,尤其适合工业加工集成应用。

关键词： LD 端面泵浦 Nd:YVO4 热管理

激光二极管端面泵浦Nd：YVO_4板条激光器

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北京理工大学学报 2009年第5期29卷 377-378页

作者：闫莹张恒利刘洋沙鹏飞李静邢冀川辛建国张怀金何京良北京理工大学信息科学技术学院光电工程系 100081 山东大学晶体材料研究所山东山东济南250000

利用激光二极管列阵端面泵浦Nd:YVO4板条激光晶体结合稳定-非稳混合腔结构,获得78.9 W近衍射极限1064 nm激光输出,斜效率52.4%,光-光转化效率42.9%.

关键词：激光二极管端面泵浦 Nd:YVO4 高功率衍射极限

用于气溶胶雷达的高能量全固态Nd:YAG调Q激光器

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红外与激光工程 2020年第S02期49卷 163-168页

作者：谢仕永宋普光王彩丽王三昭冯跃冲张弦刘娟樊志恒史小玄薄铁柱蔡华中国建筑材料科学研究总院有限公司北京100024 建材行业特种光电材料重点实验室北京100024 中建材光芯科技有限公司山东枣庄277101

通过半导体激光二极管(LD)垂直阵列端面泵浦Nd:YAG晶体获得了高能量1064 nm调Q激光输出。根据LD波长随温度线性变化的物理特性,通过调节LD温度改变泵浦光波长,使其偏离Nd:YAG的吸收峰,降低了激光介质泵浦端面增益,有效抑制了制约调Q激... 详细信息

通过半导体激光二极管(LD)垂直阵列端面泵浦Nd:YAG晶体获得了高能量1064 nm调Q激光输出。根据LD波长随温度线性变化的物理特性,通过调节LD温度改变泵浦光波长,使其偏离Nd:YAG的吸收峰,降低了激光介质泵浦端面增益,有效抑制了制约调Q激光输出能量的自激振荡。在LD泵浦能量530 m J时,产生了95 m J的1064 nm激光输出,相应的光光转换效率为18%,调Q动静比为73%,激光脉宽8 ns,光束发散角为2.5 mrad.

关键词：全固态激光器端面泵浦调Q 自激振荡

拟柱面激光二极管阵列端面泵浦方式提高固体激光器性能

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强激光与粒子束 2010年第10期22卷 2249-2252页

作者：邓青华丁磊贺少勃傅学军唐军谢旭东卢振华董一方中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

就高功率激光二极管阵列端面泵浦大口径放大器提出一种新的耦合方式:激光二极管阵列拟柱面排布,即所有激光二极管面阵成1维圆弧型排列,圆弧的圆心在增益介质的几何中心,其后紧接一个空心导管进行耦合传输。建立了3维光线追迹程序对这种... 详细信息

就高功率激光二极管阵列端面泵浦大口径放大器提出一种新的耦合方式:激光二极管阵列拟柱面排布,即所有激光二极管面阵成1维圆弧型排列,圆弧的圆心在增益介质的几何中心,其后紧接一个空心导管进行耦合传输。建立了3维光线追迹程序对这种新耦合方式的特性进行模拟。模拟计算结果表明:这种耦合方式中二极管阵列排布方式灵活,当二极管阵列面阵单元以1×12(圆弧方向)、2×6(圆弧方向)、3×4(圆弧方向)这3种排布方式排布时,在较大的圆半径变化范围内均能实现高的输出耦合效率和高的能量沉积效率;当增益介质紧贴导管输出放置时,3种方式排列均能在增益介质中实现均匀平顶分布;当快轴方向所排阵列个数与慢轴方向所排阵列个数之比接近慢轴发散角与快轴发散角之比时,能获得更好的耦合效果。

关键词：激光二极管阵列固体激光器端面泵浦耦合系数均匀泵浦拟柱面二极管阵列

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大芯径高功率19×1光纤合束器研制

大芯径高功率19×1光纤合束器研制

作者：张辉国防科技大学

学位级别：硕士

光纤合束器是制作全光纤结构高功率光纤激光器和放大器的关键器件之一,它的性能直接决定了光纤激光的输出功率。自问世以来,端面泵浦结构的光纤合束器以结构简单、耦合效率高、易于封装等优点得到了人们的广泛关注,利用端面泵浦结构的... 详细信息

光纤合束器是制作全光纤结构高功率光纤激光器和放大器的关键器件之一,它的性能直接决定了光纤激光的输出功率。自问世以来,端面泵浦结构的光纤合束器以结构简单、耦合效率高、易于封装等优点得到了人们的广泛关注,利用端面泵浦结构的光纤合束器是目前市面上实现高功率光纤激光的主流形式。论文从端面泵浦方式出发,针对基于拉锥熔融光纤束技术实现的大芯径输入、输出的19×1高功率光纤合束器进行了理论和实验研究。论文的主要内容包括以下几个方面:1.基于波动光学原理,分析了光在光纤中传播的特性,推导了光纤中传光的波动方程,介绍了利用程序得到光纤中精确模场解的步骤,接着讨论了基于光纤拉锥过程引起的光纤中模场分布变化的4个阶段。其次介绍了光纤拉锥工艺的两大基本原则:绝热拉锥与亮度守恒。并利用仿真软件建立了基于扭转法的端面泵浦19×1光纤合束器的模型,分别设置输出光纤尺寸为30/600μm和1000/1100μm。分析了输入光纤束拉锥长度、拉锥后腰区直径以及光纤束扭转角度对于合束器传输效率的影响,并得到两种不同合束器的最佳制作参数。根据合束器19根输入光纤相对位置的不同,选定4根输入光纤设置为路径1-4,利用仿真中得到的优化参数,分别计算了两款光纤合束器输入路径1-4的耦合效率。2.详细介绍了基于扭转法制作的端面泵浦19×1光纤合束器的步骤,基于理论部分得到的合束器结构参数,通过制作多组合束器进行实验测试,得出了多泵浦臂基于扭转法制作合束器的有效方法。针对19根220/242μm输入泵浦光纤组成的大芯径光纤束,优化了其扭转与拉锥工艺;对于30/600μm的双包层光纤和1000/1100μm的多模光纤,探索了大芯径光纤的切割与熔接工艺。同时,重点分析了合束器测试时存在的发热问题,提出改进措施并进行优化。最终,制作了以30/600μm光纤为尾纤的平均耦合效率大于99%的19×1泵浦合束器,当注入功率为1.516k W时,输出功率达到1.506 k W,泵浦光通过效率为99.3%,悬空状态下熔点附近位置最高温度为35.48℃。通过进一步改进工艺,制作了输出尾纤为1000/1100μm的高效率19×1功率合束器,连接4路976 nm LD进行测试,得到1.443 k W的功率输出,耦合效率为99.2%,悬空状态下熔点附近位置最高温度为35.04℃。

关键词：端面泵浦 19×1 大芯径高功率泵浦合束器光纤合束器

LD泵浦高功率高斜效率Nd:YVO_4声光调Q激光器

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强激光与粒子束 2011年第2期23卷 285-289页

作者：余锦张雪刘洋樊仲维赵天卓麻云凤张晶王培峰中国科学院光电研究院北京100080 北京国科世纪激光技术有限公司北京100085 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130033 中国科学院研究生院北京100039

报道了采用激光二极管(LD)端面泵浦Nd:YVO4双端键合晶体高平均功率高斜效率1 064 nm声光调Q激光器。通过对大功率泵浦情况下激光晶体热透镜效应进行分析和估算,优化了模式匹配及热稳腔结构参数,实现了稳定的高功率高斜效率准连续脉冲激... 详细信息

报道了采用激光二极管(LD)端面泵浦Nd:YVO4双端键合晶体高平均功率高斜效率1 064 nm声光调Q激光器。通过对大功率泵浦情况下激光晶体热透镜效应进行分析和估算,优化了模式匹配及热稳腔结构参数,实现了稳定的高功率高斜效率准连续脉冲激光输出。在泵浦功率46.8 W、最高重复频率50 kHz下,获得最大平均输出功率17.6 W,光-光转换效率为37.6%,斜效率达70.1%,脉冲宽度51.3 ns;在最低重复频率10 kHz下,获得最大单脉冲能量0.91 mJ,峰值功率为46.2 kW,脉冲宽度为19.8 ns。

关键词：高斜效率声光调Q激光器双端键合晶体端面泵浦激光二极管