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kta晶体用于光参变振荡产生2μm激光的研究

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激光技术 2007年第3期31卷 317-321页

作者：朱雅琛兰戈李彤牛瑞华陶炜西南技术物理研究所成都610041 驻西南技术物理研究所军代室成都610041

为了研究如何产生2μm激光,提出将kta晶体用于光参变振荡来产生2μm激光的方法,通过对比kta与KTP晶体的非线性性能,从理论上论证了该方法的可行性;并从光学频率变换所遵循的能量守恒与动量守恒出发,利用kta晶体的Sellm e ier方程、根据... 详细信息

为了研究如何产生2μm激光,提出将kta晶体用于光参变振荡来产生2μm激光的方法,通过对比kta与KTP晶体的非线性性能,从理论上论证了该方法的可行性;并从光学频率变换所遵循的能量守恒与动量守恒出发,利用kta晶体的Sellm e ier方程、根据折射率椭球方程计算出了晶体的切割角度,绘制出了角度调谐和波长的关系曲线图;比较了两种切割方式下的晶体有效非线性系数的大小,通过比较,得出=0°,θ=48.37°切割的晶体具有更好的非线性特性的结论;并对该晶体的走离角、允许角、可接受带宽进行了计算,解决了kta-OPO设计的最基本问题,为下一步的试验工作开展打下了基础。

关键词：非线性光学光参变振荡 2μm激光器 kta晶体

单块kta晶体级联光参量振荡2.6μm激光器

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强激光与粒子束 2016年第10期28卷 177-178页

作者：段延敏朱海永阮秀凯黄晓虹崔桂华张耀举王鸿雁温州大学物理与电子信息工程学院浙江温州325035 青岛海泰光电技术有限公司山东青岛266100

提出了一种新型的基于非临界相位匹配kta晶体的自级联光参量振荡（OPO）激光技术。采用LD端面泵浦Nd：YVO4晶体实现1.06μm振荡,腔内泵浦按非临界相位匹配角度切割的kta晶体,将kta晶体初次OPO产生的1.5μm信号光封闭在腔内用作二次OPO... 详细信息

提出了一种新型的基于非临界相位匹配kta晶体的自级联光参量振荡（OPO）激光技术。采用LD端面泵浦Nd：YVO4晶体实现1.06μm振荡,腔内泵浦按非临界相位匹配角度切割的kta晶体,将kta晶体初次OPO产生的1.5μm信号光封闭在腔内用作二次OPO的泵浦光,实现基于单块kta晶体自级联OPO的转化。在输出功率8W的808nm波长半导体激光泵浦下获得输出功率超过400mW、斜效率12.7%的2.6μm波长激光输出。结果表明基于单块kta晶体的级联光参量振荡激光器可望成为获得脉冲2.5～2.7μm波段中红外激光的有效途径。

关键词： 2.6μm波段光参量振荡器 kta晶体非临界相位匹配

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基于RTP和kta晶体的变频激光研究

基于RTP和KTA晶体的变频激光研究

作者：邵振华温州大学

学位级别：硕士

光学参量振荡(OPO)和受激拉曼散射(SRS)是非常重要的非线性变频技术,通过它们变频可以获得普通激光器无法获得的新型波长激光输出。通过半导体激光(LD)泵浦的全固态内腔式OPO和拉曼激光具有阈值低、系统整体结构紧凑和转换效率高等优点... 详细信息

光学参量振荡(OPO)和受激拉曼散射(SRS)是非常重要的非线性变频技术,通过它们变频可以获得普通激光器无法获得的新型波长激光输出。通过半导体激光(LD)泵浦的全固态内腔式OPO和拉曼激光具有阈值低、系统整体结构紧凑和转换效率高等优点,吸引着越来越多人的关注。RTP和kta晶体是KTP晶体的同构体,具有高效的二阶非线性光学效应,同时具有较强的拉曼增益,是优异的变频晶体。本论文分别基于两种晶体开展了光学参量振荡和拉曼激光研究。主要研究内容如下:1.进行了基于LD端面泵浦Nd:YAP/RTP组合的内腔式OPO激光的研究。采用尺寸为4×4×20mm3、非临界相位匹配角度(θ=900,φ=00)切割的RTP晶体作为腔内OPO的非线性变频晶体。在入射泵浦功率为13.1W,脉冲重复频率为20kHz时,获得了平均输出功率为1.1W的1.65μm人眼安全激光的输出,对应的泵浦光到信号光的转换效率为8.4%;当脉冲重复频率为5kHz时,获得了最窄脉冲宽度为4.4ns,最高的脉冲峰值功率为30.8kW。2.进行了基于LD端面泵浦Nd:YAG/kta组合的拉曼激光的研究。选择kta晶体作为腔内拉曼的变频晶体,且对kta晶体的拉曼效应进行研究分析。采用两块沿X轴向切割、尺寸分别为5×5×25mm3和5×5×20mm3的kta晶体进行拉曼激光实验对比。长度为25mm的kta晶体获得了较高的输出功率。在入射泵浦功率为10.9W,脉冲重复频率为15kHz时,获得了平均输出功率为1.12W拉曼激光的输出,对应的泵浦光到拉曼激光的转换效率为10.3%,脉冲宽度为7.6ns,斜效率为15.2%。在实验中检测到多阶斯托克斯光的光谱,其中,波长1091nm、1120nm、1150nm和1182nm的光分别对应kta晶体拉曼频移数为234cm-1的一阶、二阶、三阶和四阶斯托克斯光,波长为1147nm的光对应kta晶体拉曼频移数为671cm-1的一阶斯托克斯光。

关键词：光参量振荡器 RTP晶体受激拉曼散射 kta晶体

基于kta晶体涡旋光参量振荡器的输出特性研究

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基于KTA晶体涡旋光参量振荡器的输出特性研究

作者：买日哈巴·阿巴白克新疆师范大学

学位级别：硕士

涡旋光束是一类等相位波前呈螺旋形状的光束,具有相位因子exp(-i(?)φ)的独特的光场,其中(?)为拓扑何数,φ为方位角,涡旋光束在旁轴传输时具有确定的轨道角动量为(?),具有相位奇异性。拥有以上的独特性质的涡旋光束,已经在基础科学和先... 详细信息

涡旋光束是一类等相位波前呈螺旋形状的光束,具有相位因子exp(-i(?)φ)的独特的光场,其中(?)为拓扑何数,φ为方位角,涡旋光束在旁轴传输时具有确定的轨道角动量为(?),具有相位奇异性。拥有以上的独特性质的涡旋光束,已经在基础科学和先进技术中广泛应用,例如量子光学,光学操作与捕获,扫描荧光显微镜,空间复用光通信和数据存储等。近红外1-3μm处于人眼安全波段,在这一光谱区辐射主要在眼液中吸收,而不是在视网膜上,在烟雾中具有较高的透光率,激光水下通讯,人眼安全测距以及军事领域都有重要应用。中红外3-5μm位于大气的窗口波段,具有较强的穿透力,受气体分子吸收和悬浮颗粒散射影响小,在大气环境污染检测,光谱分析以及军事红外对抗等领域具有重要的战略意义。采用近红外的高能量,窄线宽的激光光源和高效的非线性光学晶体的特点,能够获得近红外-中红外激光和涡旋光的输出。本文的重点是基于kta晶体的涡旋光参量振荡器的输出特性研究,并对输出的近红外-中红外涡旋光的能量和光谱带宽特性进行实验研究和深入的理论分析。本文内容主要包括如下:(1)采用1064 nm Nd:YAG纳秒激光器来泵浦kta光参量振荡器,结合Ⅱ类非临界相位匹配技术,实现高能量、窄光谱带宽的近红外-中红外激光输出。当泵浦能量为20 m J时,获得1.44 m J的1.535μm和0.95 m J的3.468μm激光输出,对应的斜效率为12.2%和6.3%。另外,测量输出光谱带宽为Δλ～1.3nm(～5.5 cm)和Δλ～3.4 nm(～2.8 cm)。(2)研究了由1μm涡旋光束来泵浦kta晶体构成的光参量振荡器,实现高能量,窄线宽,近红外和中红外涡旋光束的输出。通过改变输出耦合镜对信号光(1535 nm)的反射率来控制光参量振荡器的Q因子,从而实现轨道角动量传递方向的改变。当最大泵浦能量为21 m J时,在2.04 m J的1.535μm涡旋信号光输出,在1.75 m J的3.468μm涡旋闲频光输出,对应的斜效率为14%和10%。另外,测量了输出的涡旋光束的光谱带宽分别为Δλ～1.3 nm(～5.5 cm)和Δλ～1.7nm(～1.4 cm)。

关键词：近-中红外激光涡旋光束 kta晶体光参量振荡器 Ⅱ类非临界相位匹配

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kta和KTP晶体参量激光特性研究

激光与红外 2007年第1期37卷 48-50页

作者：李晓敏卓壮李涛程文雍山东师范大学物理与电子科学学院山东济南250014

讨论了激光二极管阵列(LDA)侧面泵浦声光调QNd∶YAG内腔式光学参量振荡器(OPO)的阈值特性;在相同的实验条件下,对比分析了kta和KTP晶体参量激光输出特性。当声光重复频率为4kHz,输出镜透过率为30%,泵浦电流为14.5A时,波长为1.57μm,kta... 详细信息

讨论了激光二极管阵列(LDA)侧面泵浦声光调QNd∶YAG内腔式光学参量振荡器(OPO)的阈值特性;在相同的实验条件下,对比分析了kta和KTP晶体参量激光输出特性。当声光重复频率为4kHz,输出镜透过率为30%,泵浦电流为14.5A时,波长为1.57μm,kta晶体参量激光平均输出功率最大为613.4mW,脉冲宽度约2.5ns,峰值功率超过61kW。

关键词：内腔式光学参量振荡器声光调Q kta晶体 KTP晶体

端面抽运Nd:YAG/Cr^(4+):YAG/kta被动调Q级联拉曼激光器

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红外与激光工程 2023年第10期52卷 49-54页

作者：齐子钦毛文杰王鸿雁朱小龙裘馨楠陆欢洽朱海永温州大学电气与电子工程学院、温州市微纳光电器件重点实验室浙江温州325035 青岛海泰光电技术有限公司山东青岛266100

报道了基于kta晶体671 cm^(−1)和234 cm^(−1)频移的LD端面抽运被动调Q级联拉曼激光器。采用Nd:YAG/Cr^(4+):YAG复合晶体产生被动调Q的脉冲基频激光来驱动kta晶体,研究了不同入射抽运功率下级联拉曼激光的输出功率、光谱和脉冲特性。随... 详细信息

报道了基于kta晶体671 cm^(−1)和234 cm^(−1)频移的LD端面抽运被动调Q级联拉曼激光器。采用Nd:YAG/Cr^(4+):YAG复合晶体产生被动调Q的脉冲基频激光来驱动kta晶体,研究了不同入射抽运功率下级联拉曼激光的输出功率、光谱和脉冲特性。随着抽运功率的增加,输出激光波长从以671 cm^(−1)和234 cm^(−1)频移级联拉曼的1178 nm单波长过渡到与1212 nm同时输出的双波长。在10.05 W的入射抽运功率下,获得了280 mW平均输出功率,6.2%转化效率的双波长激光。对应的脉冲宽度和重复频率分别为1.2 ns和10.3 kHz,单脉冲能量和峰值功率分别为27.2μJ和22.7 kW。结果表明:基于kta两个相当增益强度的频移,结合腔镜镀膜控制可以获得丰富的斯托克斯激光波长。

关键词：拉曼激光 kta晶体被动调Q YAG晶体

新型非临界相位匹配kta-OPO 2μm激光器

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强激光与粒子束 2013年第4期4卷 805-806页

作者：凤正荣朱海永段延敏唐定远王鸿雁温州大学物理与电子信息工程学院浙江温州325035 江苏师范大学物电与电子工程学院江苏徐州221116 青岛海泰光电技术有限公司山东青岛266100

首次提出了一种基于非临界相位匹配kta光参量振荡的新型2μm脉冲激光技术。采用激光二极管(LD)端面泵浦Nd:YVO4晶体实现1.3μm振荡,腔内泵浦非临界相位匹配切割的kta晶体,初步实现了超过1W的2.1μm波段激光输出,光光转化效率10%,脉宽3.4... 详细信息

首次提出了一种基于非临界相位匹配kta光参量振荡的新型2μm脉冲激光技术。采用激光二极管(LD)端面泵浦Nd:YVO4晶体实现1.3μm振荡,腔内泵浦非临界相位匹配切割的kta晶体,初步实现了超过1W的2.1μm波段激光输出,光光转化效率10%,脉宽3.4ns(30kHz)。相对于其他方式获得的2μm波段激光,具有脉宽窄、峰值高、谱线纯等优点,是一种获得2μm波段激光的有效新途径。

关键词： 2μm波段光参量振荡器 kta晶体非临界相位匹配

高效大功率全固态1.5μm腔内光参量振荡器

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中国激光 2009年第7期36卷 1789-1792页

作者：何京良王瑞华黄海涛张百涛杨见飞董晓龙山东大学晶体材料国家重点实验室山东济南250100

基于kta和KTP非线性光学晶体,在全固态大功率1.5μm光参量振荡(OPO)方面做了相关的实验研究,将激光二极管(LD)侧面抽运Nd:YAG 1064 nm高功率激光模块应用于腔内kta-OPO设计中,获得了高效稳定的光参最输出。当重复频率为18 kHz时,1.53μ... 详细信息

基于kta和KTP非线性光学晶体,在全固态大功率1.5μm光参量振荡(OPO)方面做了相关的实验研究,将激光二极管(LD)侧面抽运Nd:YAG 1064 nm高功率激光模块应用于腔内kta-OPO设计中,获得了高效稳定的光参最输出。当重复频率为18 kHz时,1.53μm信号光功率和脉宽分别为13W和5.46 ns,3.4μm休闲光输出功率为3W。作为比较,对基于KTP晶体的腔内光参量振荡特性也进行了实验研究。结果发现,由于kta晶体在3.4μm波段的吸收相对KTP晶体来说可以忽略,热效应的影响大为降低,可获得比KTP-OPO更高的输出功率和转换效率。

关键词：激光技术光参量振荡人眼安全波长 kta晶体全固态激光

激光二极管侧面抽运声光调QNd∶YAG/kta 1.57μm人眼安全光参量振荡激光器

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中国激光 2006年第10期33卷 1305-1308页

作者：李涛卓壮李晓敏姜其畅程文雍山东师范大学物理与电子科学学院山东济南250014

利用激光二极管(LD)阵列侧面抽运声光(AO)调Q的Nd∶YAG激光器作为抽运源,研究了在不同声光重复频率和输出镜透过率的情况下,内腔式kta-光参量振荡器(OPO)的输出特性。通过对单谐振光参量振荡器阈值公式的讨论,采用平凹腔的结构以及较短... 详细信息

利用激光二极管(LD)阵列侧面抽运声光(AO)调Q的Nd∶YAG激光器作为抽运源,研究了在不同声光重复频率和输出镜透过率的情况下,内腔式kta-光参量振荡器(OPO)的输出特性。通过对单谐振光参量振荡器阈值公式的讨论,采用平凹腔的结构以及较短的腔长,降低了光参量振荡器的振荡阈值。当声光重复频率为4 kHz,输出镜透过率为30%,抽运电流为14.5 A时,光参量振荡器的1570 nm激光输出脉冲峰值功率达到5.6×104W,脉冲宽度为2.5 ns,实验中最大平均输出功率为560.3 mW。结果表明,具有良好热性能的非线性晶体kta是制造小型、轻便光参量振荡激光器的理想材料。

关键词：激光技术光参量振荡器激光二极管侧面抽运声光调Q kta晶体