不同切割方向Ho...YAP晶体激光输出特性的实验研究
发布时间：2021-07-01 07:22
不同切割方向的Ho…YAP晶体的激光输出特性存在差别。针对掺杂浓度为0.5%（原子数分数）的Ho…YAP晶体开展a、b、c三种切割方向的激光输出特性实验研究。采用最大输出功率为44.3W的1915nm掺铥光纤激光器端面泵浦Ho…YAP晶体,在三种切割方向上均获得了大于20 W的连续激光输出,其中b向切割晶体输出激光的中心波长近2118nm,最大功率为23.6W,斜率效率为61.98%,a向切割晶体与b向切割晶体的输出结果相近,c向切割晶体在达到最大输出功率时的中心波长为2129nm;当采用腔内声光调Q获得脉冲输出时,a、c向切割晶体出现了中心波长偏移和多波长起振现象,而b向切割晶体则获得了中心波长近2118nm的稳定脉冲输出,且其在重复频率为20kHz时的最大平均输出功率为22.3W,脉宽为20ns,斜率效率为55.22%,光束质量因子分别为M2x=1.81和M2y=1.50。选用b向切割的Ho…YAP晶体更有利于实现稳定且高效的2118nm连续激光及纳秒级脉冲激光输出。
【文章来源】：中国激光. 2020,47(04)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
不同切割方向的Ho…YAP晶体的吸收谱
图3所示为实验装置示意图。因为三个切割方向的Ho…YAP晶体在1915nm附近均有较大的吸收截面，所以采用中心波长为1915.3nm、最大输出功率为44.3 W、3dB谱宽约为0.4nm的掺铥光纤振荡器作为泵浦源。激光经光纤跳线输出到自由空间后，通过一对焦距比为10…150的耦合透镜组（M1和M2）聚焦于Ho…YAP晶体前表面附近。尺寸为4mm×4mm×30mm的a-cut、b-cut、c-cut Ho…YAP晶体两端面镀有对泵浦光和信号光的增透膜。在侧面包裹铟箔后，将晶体置于长度匹配的紫铜热沉上，通水冷却。不同切割方向晶体对泵浦光的吸收有所不同，使用10 W泵浦激光进行测试，a、b、c三个切割方向的晶体的吸收率分别为80.17%、68.58%和78%。前腔镜M3为平面镜，镀有对2118nm激光高反，对1915nm激光高透的薄膜。输出耦合腔镜M4为曲率半径R=-100mm的平凹镜，它对2118nm激光的透过率T=40%。由M3和M4构成的Ho…YAP谐振腔长度为135mm。由ABCD矩阵计算可知，上述激光谐振腔内Ho…YAP晶体附近的振荡光斑直径为0.4mm。晶体前表面上泵浦光斑的直径为0.5mm。国产声光调制器（AOM）的驱动功率为40W，通光孔径为2 mm，轴向通光长度约为50mm。在进行连续激光输出实验时，腔内插入了声光Q开关。用滤光片M5(10°，HR@1915nm,HT@2118nm）将剩余泵浦光滤除后，采用功率计测试输出激光功率。
尺寸为4mm×4mm×30mm的a-cut、b-cut、c-cut Ho…YAP晶体两端面镀有对泵浦光和信号光的增透膜。在侧面包裹铟箔后，将晶体置于长度匹配的紫铜热沉上，通水冷却。不同切割方向晶体对泵浦光的吸收有所不同，使用10 W泵浦激光进行测试，a、b、c三个切割方向的晶体的吸收率分别为80.17%、68.58%和78%。前腔镜M3为平面镜，镀有对2118nm激光高反，对1915nm激光高透的薄膜。输出耦合腔镜M4为曲率半径R=-100mm的平凹镜，它对2118nm激光的透过率T=40%。由M3和M4构成的Ho…YAP谐振腔长度为135mm。由ABCD矩阵计算可知，上述激光谐振腔内Ho…YAP晶体附近的振荡光斑直径为0.4mm。晶体前表面上泵浦光斑的直径为0.5mm。国产声光调制器（AOM）的驱动功率为40W，通光孔径为2 mm，轴向通光长度约为50mm。在进行连续激光输出实验时，腔内插入了声光Q开关。用滤光片M5(10°，HR@1915nm,HT@2118nm）将剩余泵浦光滤除后，采用功率计测试输出激光功率。4 实验结果及分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]可调谐掺铥光纤激光器共振抽运的Ho:YLF固体激光器[J]. 王飞,沈德元,范滇元,陆启生. 中国激光. 2009(07)
本文编号：3258706
【文章来源】：中国激光. 2020,47(04)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
不同切割方向的Ho…YAP晶体的吸收谱
图3所示为实验装置示意图。因为三个切割方向的Ho…YAP晶体在1915nm附近均有较大的吸收截面，所以采用中心波长为1915.3nm、最大输出功率为44.3 W、3dB谱宽约为0.4nm的掺铥光纤振荡器作为泵浦源。激光经光纤跳线输出到自由空间后，通过一对焦距比为10…150的耦合透镜组（M1和M2）聚焦于Ho…YAP晶体前表面附近。尺寸为4mm×4mm×30mm的a-cut、b-cut、c-cut Ho…YAP晶体两端面镀有对泵浦光和信号光的增透膜。在侧面包裹铟箔后，将晶体置于长度匹配的紫铜热沉上，通水冷却。不同切割方向晶体对泵浦光的吸收有所不同，使用10 W泵浦激光进行测试，a、b、c三个切割方向的晶体的吸收率分别为80.17%、68.58%和78%。前腔镜M3为平面镜，镀有对2118nm激光高反，对1915nm激光高透的薄膜。输出耦合腔镜M4为曲率半径R=-100mm的平凹镜，它对2118nm激光的透过率T=40%。由M3和M4构成的Ho…YAP谐振腔长度为135mm。由ABCD矩阵计算可知，上述激光谐振腔内Ho…YAP晶体附近的振荡光斑直径为0.4mm。晶体前表面上泵浦光斑的直径为0.5mm。国产声光调制器（AOM）的驱动功率为40W，通光孔径为2 mm，轴向通光长度约为50mm。在进行连续激光输出实验时，腔内插入了声光Q开关。用滤光片M5(10°，HR@1915nm,HT@2118nm）将剩余泵浦光滤除后，采用功率计测试输出激光功率。
尺寸为4mm×4mm×30mm的a-cut、b-cut、c-cut Ho…YAP晶体两端面镀有对泵浦光和信号光的增透膜。在侧面包裹铟箔后，将晶体置于长度匹配的紫铜热沉上，通水冷却。不同切割方向晶体对泵浦光的吸收有所不同，使用10 W泵浦激光进行测试，a、b、c三个切割方向的晶体的吸收率分别为80.17%、68.58%和78%。前腔镜M3为平面镜，镀有对2118nm激光高反，对1915nm激光高透的薄膜。输出耦合腔镜M4为曲率半径R=-100mm的平凹镜，它对2118nm激光的透过率T=40%。由M3和M4构成的Ho…YAP谐振腔长度为135mm。由ABCD矩阵计算可知，上述激光谐振腔内Ho…YAP晶体附近的振荡光斑直径为0.4mm。晶体前表面上泵浦光斑的直径为0.5mm。国产声光调制器（AOM）的驱动功率为40W，通光孔径为2 mm，轴向通光长度约为50mm。在进行连续激光输出实验时，腔内插入了声光Q开关。用滤光片M5(10°，HR@1915nm,HT@2118nm）将剩余泵浦光滤除后，采用功率计测试输出激光功率。4 实验结果及分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]可调谐掺铥光纤激光器共振抽运的Ho:YLF固体激光器[J]. 王飞,沈德元,范滇元,陆启生. 中国激光. 2009(07)
本文编号：3258706
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3258706.html
