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2.94μm室温连续Er:YAG激光器的研制

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强激光与粒子束 2023年第7期35卷 55-60页

作者：刘政邑叶先林张淞魏星斌任怀瑾王卫民中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621900 中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室四川绵阳621900 中国工程物理研究院研究生院北京100088

研制了一种结构简单的LD端面泵浦2.94μm er:yag连续激光器。该激光器采用双端键合yag端帽方式降低了晶体的端面温度。泵浦源采用小芯径的输出光纤和非球面镜耦合系统,减小了小泵浦光斑在晶体中的发散速度,并提高了泵浦均匀性。当泵浦... 详细信息

研制了一种结构简单的LD端面泵浦2.94μm er:yag连续激光器。该激光器采用双端键合yag端帽方式降低了晶体的端面温度。泵浦源采用小芯径的输出光纤和非球面镜耦合系统,减小了小泵浦光斑在晶体中的发散速度,并提高了泵浦均匀性。当泵浦光波长为969.7 nm时,er:yag晶体前段对泵浦光的吸收较弱,因此激光器增益介质前端热聚集效应得到了缓解。通过热像仪在实验中对键合和非键合er:yag晶体端面温度进行观测对比,并使用COMSOL软件对激光器热分布进行了模拟分析,证明了上述措施对减小高掺杂er:yag晶体热效应的有效性。最终成功实现了155 mW的2.94μm连续激光输出。另外还观测到激光器输出波长随泵浦功率增加的红移现象并对其在能级跃迁层面进行了理论解释。

关键词： 2.94μm连续激光器 Er:YAG激光器泵浦波长非球面耦合键合晶体

谐振泵浦1.645μm Er:YAG激光器的理论分析和实验研究

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谐振泵浦1.645μm Er:YAG激光器的理论分析和实验研究

同带泵浦的1.617μm波长er:yag主、被动调Q激光器

全国光电子与量子电子学技术大会

作者：朱凌妮高春清王然高明伟王欣 H.J.Eichler 北京理工大学光电学院 Institute of Optics and Atomic Physics Technical University Berlin

1.6μmEr:YAG激光器是一种新型的人眼安全激光器,大气传输特性好,在激光雷达、光通信和激光医疗等方面有重要的应用价值。本文报道了谐振泵浦的Er:YAG激光器,采用谐振泵浦方式后,量子缺陷较小,热效应较小,输出效率较高,能够获得高光束... 详细信息

1.6μmEr:YAG激光器是一种新型的人眼安全激光器,大气传输特性好,在激光雷达、光通信和激光医疗等方面有重要的应用价值。本文报道了谐振泵浦的Er:YAG激光器,采用谐振泵浦方式后,量子缺陷较小,热效应较小,输出效率较高,能够获得高光束质量的激光输出。本文在理论上采用了准三能级激光器的速率方程,研究了Er:YAG激光器的激光特性,对激光器重吸收损耗等的影响进行了分析。在实验上,本文以以er/Yb共掺的光纤激光器作为泵源,研究了Er:YAG激光器的输出特性,作为理论分析的验证。实验中获得了2.6W的1.6μmEr:YAG激光器连续输出,激光器总体斜效率47%,最大点处斜效率55%,激光器光束质量Mx2=1.41,My2=1.47。

关键词：谐振泵浦 Er:YAG激光器 1.645μm激光器

来源： cnki会议评论

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同带泵浦的1.617μm波长Er:YAG主、被动调Q激光器

作者：张富斌湘潭大学

学位级别：硕士

位于“人眼安全”波段的1.617μm高能量调Q脉冲激光在激光测距、远程遥感、激光雷达和中红外激光的产生等领域具有广泛的应用价值和发展前景。目前,通过半导体激光二极管(LD)同带泵浦er:yag晶体是高效获得1.617μm波长激光最有效的方式... 详细信息

位于“人眼安全”波段的1.617μm高能量调Q脉冲激光在激光测距、远程遥感、激光雷达和中红外激光的产生等领域具有广泛的应用价值和发展前景。目前,通过半导体激光二极管(LD)同带泵浦er:yag晶体是高效获得1.617μm波长激光最有效的方式之一。本论文分别基于主动调Q和被动调Q两种方法对1.617μm波长的脉冲激光进行实验研究。实验利用1532 nm LD作为同带泵浦源,获得了高效率、高能量和窄脉宽的1.617μm波长的稳定脉冲激光输出。主要内容包括:(1)采用1532 nm LD作为同带泵浦源,实现了基于加压式磷酸钛氧铷(RTP)电光调Q的1.617μm波长er:yag脉冲激光的输出。实验上,研究了100 Hz、500 Hz、1 kHz和2 kHz重复频率下er:yag调Q激光器输出脉冲宽度随入射泵浦功率的变化关系。随着泵浦功率的增加,激光器的脉宽大体成变窄的趋势,实验获得的最窄脉冲宽度约为70 ns。相应地,输出脉冲能量随泵浦功率的增加而增大,实验获得的最大脉冲能量约为4.7 mJ。(2)采用1532 nm LD作为同带泵浦源,实现了基于Cr:ZnSe晶体被动调Q的1.617μm波长er:yag脉冲激光的输出。实验首先对Cr:ZnSe的可饱和吸收参数进行了测量。测量结果表明Cr:ZnSe晶体在1.617μm波长处具有优异的可饱和吸收性能。然后研究了输出耦合镜透过率为10%和20%两种情况下的激光器的输出特性。当输出耦合镜透过率为20%时,激光器工作波长位于1.617μm。实验获得的最大脉冲重复频率、最大脉冲能量和最窄脉冲宽度分别为1.656 kHz、0.3 mJ和330 ns。脉冲间抖动小于2%,表明激光器工作在稳定的调Q状态。

关键词：同带泵浦 Er:YAG激光器主动调Q 被动调Q

1.6μm er:yag固体激光器调Q特性研究

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1.6μm Er:YAG固体激光器调Q特性研究

作者：周蓉湖南大学

学位级别：硕士

工作波长为1.6μm的脉冲激光与其他波段激光相比,因其位于“人眼安全”波段,同时也是大气的传输窗口,在激光雷达、激光测距及空间自由通讯等领域有着广泛的应用和良好的发展前景。不仅如此,该波段激光还可以通过非线性频率转换技术获得... 详细信息

工作波长为1.6μm的脉冲激光与其他波段激光相比,因其位于“人眼安全”波段,同时也是大气的传输窗口,在激光雷达、激光测距及空间自由通讯等领域有着广泛的应用和良好的发展前景。不仅如此,该波段激光还可以通过非线性频率转换技术获得3-5μm的中红外激光。近年来,如何产生线宽窄、转换效率高、光束质量好的1.6μm脉冲激光已经成为国内外研究热点。在众多产生1.6μm激光的解决方案中,采用激光二极管共振抽运er:yag固体激光器是目前最为理想的方式之一。调Q技术的产生是是激光发展史上的一个重要突破,满足特定应用领域对激光峰值功率和脉冲宽度等方面提出的更高要求。论文的实验部分分别基于被动调Q和主动调Q两种方法,采用1532 nm激光二极管作为泵浦源,实现了1645 nmer:yag调Q脉冲激光的产生。首先研究了基于石墨烯被动调Q的er:yag固体激光器。作为近年来涌现的新型二维材料,与其他可饱和吸收体相比,石墨烯展示出宽波段吸收、高损伤阈值、超快恢复时间和低饱和强度等优异性能,在作为激光器的可饱和吸收体方面具有极大的应用前景。实验中,沉积在石英片上的单层石墨烯插入激光谐振腔内充当可饱和吸收体。在最大入射泵浦功率为20.8 W时,获得了高脉冲能量窄谱线线宽的1645 nm脉冲激光输出,单脉冲能量和谱线线宽分别为13.5μJ和0.13 nm。其中,13.5μJ的输出脉冲能量约为之前报导的基于石墨烯调Q的Er:YAG激光器的两倍。主动调Q方面,基于RTP电光晶体采用加压式电光调Q方法对er:yag调Q激光器的输出特性进行了详细的实验研究。在1 kHz重复频率下,当泵浦功率增加到21.6 W时,输出功率达到最大值2.23 W,脉冲宽度和脉冲能量分别为170 ns和2.23 mJ。

关键词： Er:YAG激光器石墨烯 RTP 被动调Q 主动调Q

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Er:YAG激光器中温控系统的设计

光电子技术与信息 2005年第2期18卷 66-70页

作者：邾琳琳程庭清过传良中国科学院安徽光学精密机械研究所

采用89C51微控制器作为控制中心,利用相应的C语言程序,在其它一些外围电路的支持下,设计出了一种可在Er:YAG激光器中使用的温度控制系统。在室温条件下,该系统可以保证激光工作物质运行时有一个相对稳定、可靠的温度环境。

关键词：温度控制 Er:YAG激光器微处理器单片机

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er∶yag牙科激光器

激光与光电子学进展 1999年第8期36卷 35-38页

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注入锁频er:yag固体激光器研究

注入锁频Er:YAG固体激光器研究

作者：刘晓磊哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

实时、可靠的大气风场数据是提高气象分析和预测全球气候变化的有效依据，相干多普勒测风雷达是目前最具潜力的和发展前景的大气风场主动探测方式。激光发射光源是相干多普勒测风雷达中最主要的元件，要求其输出既要具有单纵模、窄线宽... 详细信息

实时、可靠的大气风场数据是提高气象分析和预测全球气候变化的有效依据，相干多普勒测风雷达是目前最具潜力的和发展前景的大气风场主动探测方式。激光发射光源是相干多普勒测风雷达中最主要的元件，要求其输出既要具有单纵模、窄线宽、高频率稳定度的特性，同时又要有足够高的单脉冲能量和尽量宽的脉冲宽度以保证探测距离和测量精度。目前，采用注入锁频技术的固体激光器是获得相干多普勒激光测风雷达激光发射光源的首选技术途径。1.6μm波段以其人眼安全、大气吸收小、具有优异的大气传输特性，非常适用于相干多普勒激光测风雷达光源。er:yag固体激光器出射波长在1.6μm附近，所以本论文主要研究er:yag固体激光器的频率锁定技术，注入锁频激光器包括主激光器，从激光器两个部分。在主激光器方面，分析了er:yag晶体的物理特性和光谱特性，研究了er:yag的能级跃迁机制。实验设计了两种单纵模激光器，分别为双F-P标准具单纵模激光器和非平面环形腔激光器。理论分析了双F-P标准具选单纵模方法，并建立了数学模型，模拟了双F-P的透过率曲线，实验获得了单纵模输出。介绍了非平面环形腔激光器，获得了更高功率的单纵模激光输出，选取非平面环形腔激光器作为主激光器，并对种子光输出线宽进行了测量。从激光器方面，介绍了环形腔从激光器的一般设计方法。测量了er:yag晶体的热透镜焦距，针对其特殊性质设计了适用于er:yag注入锁频激光器从激光器的矩形腔。利用调Q运转速率方程模型对激光器能量提取效率以及激光输出脉冲宽度进行了研究，并分析了影响能量提取效率和激光脉冲宽度的主要因素。在此基础上，实验研究了环形腔从激光器在不同重频下的输出性能。锁频激光器方面，以光与物质相互作用经典理论为基础讨论了注入种子光对激光器谐振腔内初始光场分布的影响。讨论了种子光频率失谐量与种子注入最小注入功率的关系。在此基础上，设计了耦合系统，在实验中最终实现了Er:YAG激光器的注入锁频。

关键词： 1.6μm激光器 Er:YAG激光器单纵模输出注入锁频

2.94μm er:yag电光调Q激光器及应用研究

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量子电子学报 2010年第6期27卷 688-692页

作者：马明俊叶兵麻晓敏合肥工业大学电子科学与应用物理学院安徽合肥230009 解放军炮兵学院物理教研室安徽合肥230031

随着2.94μm激光在医学中的应用日益广泛,控制工作激光参数提高医疗安全性能显得尤为重要,对工作的激光进行调Q是很有必要的。介绍了利用双布儒斯特角切割的LiNbO_3晶体作为电光Q开关的er:yag调Q激光器,在工作频率5 Hz,脉冲泵浦能量92 ... 详细信息

随着2.94μm激光在医学中的应用日益广泛,控制工作激光参数提高医疗安全性能显得尤为重要,对工作的激光进行调Q是很有必要的。介绍了利用双布儒斯特角切割的LiNbO_3晶体作为电光Q开关的er:yag调Q激光器,在工作频率5 Hz,脉冲泵浦能量92 J条件下,获得了脉宽103～110 ns,能量达到87 mJ的调Q脉冲激光输出。并分别在静态和调Q模式下对龋牙进行了窝洞制样,利用扫描电子显微镜对样本扫描,对比显示调Q激光制样的效果更好。

关键词：激光技术 Er:YAG激光器电光Q开关 LiNbO3晶体窝洞制备

脉冲式2.94μm er:yag固体激光器的研究

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脉冲式2.94μm Er:YAG固体激光器的研究

作者：李世杰长春理工大学

学位级别：硕士

er:yag晶体在一定的条件下可以产生2.94μm激光输出,而水的吸收峰正好处于该波长,因此该种激光光源在医疗方面有着十分广阔的应用和发展前景。针对国内医疗领域对新型医用激光器的需求,本文设计并制作出一台输出波长为2.94μm并具有—... 详细信息

er:yag晶体在一定的条件下可以产生2.94μm激光输出,而水的吸收峰正好处于该波长,因此该种激光光源在医疗方面有着十分广阔的应用和发展前景。针对国内医疗领域对新型医用激光器的需求,本文设计并制作出一台输出波长为2.94μm并具有—定工作频率的Er:YAG激光器。本文从激光三能级系统理论分析入手,由三能级系统的激光速率方程推导出激光器的阈值条件,并在此基础上通过理论分析和模拟确定了包括激光器的晶体、泵浦源、聚光腔以及谐振腔等条件的参数选取,最终完成了激光器的整机结构设计,并对其进行了实验研究。完成的Er:YAG激光器的技术指标为：激光输出波长为;2.94μm最高输出能量15mJ;最高工作频率20Hz;激光脉宽75μs。

关键词： er:yag晶体三能级 Er:YAG激光器重复频率