Er 3+ ,Yb 3+ :glass/Co 2+ :MgAl 2 O 4 复合材料LD泵浦被动调Q微型激光器
发布时间：2021-07-09 05:38
报道了一种应用于激光测距的Er3+,Yb3+:glass/Co2+:MgAl2O4复合材料LD泵浦的被动调Q微型激光器。采用玻璃与晶体复合技术,将增益介质Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃和被动调Q可饱和Co2+:MgAl2O4晶体进行了光学热复合,复合材料会降低增益介质内部的温度梯度,使热焦距变长,模体积增加,激光光束质量提高;另外,复合材料使腔内损耗减小,腔内的粒子数密度提高,脉宽变窄,输出能量增加,从而激光器性能得到提高。在重复频率为10 Hz情况下,采用中心波长为940nm的单管LD作为泵浦源,获得单脉冲能量为210μJ、脉冲宽度为2.8ns,峰值功率大于70kW的波长为1.5μm的被动调Q激光输出,光束质量为1.2。
【文章来源】：光电子·激光. 2017,28(09)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
图２未复合和复合的被动调Ｑ激光输出平均功率与泵浦光功率的关系
０ｍＷ；未复合的被动调图２未复合和复合的被动调Ｑ激光输出平均功率与泵浦光功率的关系Ｆｉｇ．２Ａｖｅｒａｇｅｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒｖｓｐｕｍｐｐｏｗｅｒｆｏｒｎｏｎ－ｃｏｍｐｏｕｎｄａｎｄｃｏｍｐｏｕｎｄｐａｓｓｉｖｅｌｙＱ－ｓｗｉｔｃｈｅｄｌａｓｅｒｓＱ激光器，其最大输出功率为３．４ｍＷ，单脉冲能量为７０μＪ，光－光转换效率为１．４％，激光阈值为１２０ｍＷ。采用光电探测器和示波器测量输出激光器脉宽，复合结构的激光器脉冲宽度２．８ｎｓ，如图３所示；未复合结构的激光器脉冲宽度６ｎｓ，如图４所示。复合被动调Ｑ激光器输出的峰值功率为７０ｋＷ；未复合被动调Ｑ激光器输出的峰值功率为１２ｋＷ。图３复合被动调Ｑ激光器输出脉宽Ｆｉｇ．３ＯｕｔｐｕｔｐｕｌｓｅｗｉｄｔｈｏｆｃｏｍｐｏｕｎｄｐａｓｓｉｖｅｌｙＱ－ｓｗｉｔｃｈｅｄｌａｓｅｒ图４未复合被动调Ｑ激光器输出脉宽Ｆｉｇ．４Ｏｕｔｐｕｔｐｕｌｓｅｗｉｄｔｈｏｆｎｏｎ－ｃｏｍｐｏｕｎｄｐａｓｓｉｖｅｌｙＱ－ｓｗｉｔｃｈｅｄｌａｓｅｒ采用刀口法测得复合被动调Ｑ激光器输出光束质量Ｍ２为１．２，其测量曲线如图５所示；未复合被动调Ｑ激光器输出光束质量Ｍ２为１．３，如图６所示。从上述实验结果可看出，复合后被动调Ｑ激光器比未复合被动调Ｑ激光器的性能有所提高。在相同的泵浦脉冲能量下，复合的激光器输出平均功率／单脉冲能量和光－光转换效率均大于未复合的被动调Ｑ激光器；且复合的激光器输出脉冲宽度小于未复合的被动调Ｑ激光器，相应的峰值功率提高约５倍
Ｑ激光输出平均功率与泵浦光功率的关系Ｆｉｇ．２Ａｖｅｒａｇｅｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒｖｓｐｕｍｐｐｏｗｅｒｆｏｒｎｏｎ－ｃｏｍｐｏｕｎｄａｎｄｃｏｍｐｏｕｎｄｐａｓｓｉｖｅｌｙＱ－ｓｗｉｔｃｈｅｄｌａｓｅｒｓＱ激光器，其最大输出功率为３．４ｍＷ，单脉冲能量为７０μＪ，光－光转换效率为１．４％，激光阈值为１２０ｍＷ。采用光电探测器和示波器测量输出激光器脉宽，复合结构的激光器脉冲宽度２．８ｎｓ，如图３所示；未复合结构的激光器脉冲宽度６ｎｓ，如图４所示。复合被动调Ｑ激光器输出的峰值功率为７０ｋＷ；未复合被动调Ｑ激光器输出的峰值功率为１２ｋＷ。图３复合被动调Ｑ激光器输出脉宽Ｆｉｇ．３ＯｕｔｐｕｔｐｕｌｓｅｗｉｄｔｈｏｆｃｏｍｐｏｕｎｄｐａｓｓｉｖｅｌｙＱ－ｓｗｉｔｃｈｅｄｌａｓｅｒ图４未复合被动调Ｑ激光器输出脉宽Ｆｉｇ．４Ｏｕｔｐｕｔｐｕｌｓｅｗｉｄｔｈｏｆｎｏｎ－ｃｏｍｐｏｕｎｄｐａｓｓｉｖｅｌｙＱ－ｓｗｉｔｃｈｅｄｌａｓｅｒ采用刀口法测得复合被动调Ｑ激光器输出光束质量Ｍ２为１．２，其测量曲线如图５所示；未复合被动调Ｑ激光器输出光束质量Ｍ２为１．３，如图６所示。从上述实验结果可看出，复合后被动调Ｑ激光器比未复合被动调Ｑ激光器的性能有所提高。在相同的泵浦脉冲能量下，复合的激光器输出平均功率／单脉冲能量和光－光转换效率均大于未复合的被动调Ｑ激光器；且复合的激光器输出脉冲宽度小于未复合的被动调Ｑ激光器，相应的峰值功率提高约５倍、光束质量也有所提高。通过多次测量复合被动调Ｑ激光
【参考文献】：
期刊论文
[1]1.5μm外腔式Ba（NO3）2人眼安全拉曼激光器[J]. 王旭葆,牛霞,王小磊,曲波,王泽宇,宋冬冬,米庆改,李姣. 应用激光. 2016(02)
[2]宽温度范围微型人眼安全激光器[J]. 郭猛,惠勇凌,张宇露,姜梦华,雷訇,李强. 强激光与粒子束. 2015(04)
[3]微型化LD泵浦Er3+,Yb3+共掺磷酸盐玻璃被动调Q激光器[J]. 郭猛,惠勇凌,王万祎,姜梦华,雷訇,李强. 强激光与粒子束. 2014(09)
[4]利用单共振光学参量振荡器产生1.5μm连续单频激光[J]. 李鹏,马亚云,聂丹丹,冯晋霞,张宽收. 中国激光. 2014(08)
[5]Er3+:Yb3+共掺磷酸盐玻璃激光器输出特性研究[J]. 徐翠莲,王斌科,刘静. 光通信研究. 2013(01)
[6]氧化石墨烯被动调Q掺铒光纤激光器[J]. 徐佳,吴思达,刘江,杨全红,王璞. 强激光与粒子束. 2012(12)
[7]石墨烯可调谐被动调Q掺铒光纤激光器[J]. 张慧,陈宇,王志腾,赵楚军,张晗. 强激光与粒子束. 2012(12)
[8]开发炮兵1.5xμm安全型激光测距机浅析[J]. 罗举平,贺有. 红外与激光工程. 2008(S3)
[9]Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃的发光与1.54μm激光性能[J]. 宋峰. 激光与光电子学进展. 2007(04)
[10]LD抽运Er3+,Yb3+共掺磷酸盐玻璃被动调Q激光器的理论分析和数值计算[J]. 吴朝晖,宋峰,刘淑静,蔡虹,苏静,田建国,张光寅. 物理学报. 2006(09)
本文编号：3273142
【文章来源】：光电子·激光. 2017,28(09)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
图２未复合和复合的被动调Ｑ激光输出平均功率与泵浦光功率的关系
０ｍＷ；未复合的被动调图２未复合和复合的被动调Ｑ激光输出平均功率与泵浦光功率的关系Ｆｉｇ．２Ａｖｅｒａｇｅｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒｖｓｐｕｍｐｐｏｗｅｒｆｏｒｎｏｎ－ｃｏｍｐｏｕｎｄａｎｄｃｏｍｐｏｕｎｄｐａｓｓｉｖｅｌｙＱ－ｓｗｉｔｃｈｅｄｌａｓｅｒｓＱ激光器，其最大输出功率为３．４ｍＷ，单脉冲能量为７０μＪ，光－光转换效率为１．４％，激光阈值为１２０ｍＷ。采用光电探测器和示波器测量输出激光器脉宽，复合结构的激光器脉冲宽度２．８ｎｓ，如图３所示；未复合结构的激光器脉冲宽度６ｎｓ，如图４所示。复合被动调Ｑ激光器输出的峰值功率为７０ｋＷ；未复合被动调Ｑ激光器输出的峰值功率为１２ｋＷ。图３复合被动调Ｑ激光器输出脉宽Ｆｉｇ．３ＯｕｔｐｕｔｐｕｌｓｅｗｉｄｔｈｏｆｃｏｍｐｏｕｎｄｐａｓｓｉｖｅｌｙＱ－ｓｗｉｔｃｈｅｄｌａｓｅｒ图４未复合被动调Ｑ激光器输出脉宽Ｆｉｇ．４Ｏｕｔｐｕｔｐｕｌｓｅｗｉｄｔｈｏｆｎｏｎ－ｃｏｍｐｏｕｎｄｐａｓｓｉｖｅｌｙＱ－ｓｗｉｔｃｈｅｄｌａｓｅｒ采用刀口法测得复合被动调Ｑ激光器输出光束质量Ｍ２为１．２，其测量曲线如图５所示；未复合被动调Ｑ激光器输出光束质量Ｍ２为１．３，如图６所示。从上述实验结果可看出，复合后被动调Ｑ激光器比未复合被动调Ｑ激光器的性能有所提高。在相同的泵浦脉冲能量下，复合的激光器输出平均功率／单脉冲能量和光－光转换效率均大于未复合的被动调Ｑ激光器；且复合的激光器输出脉冲宽度小于未复合的被动调Ｑ激光器，相应的峰值功率提高约５倍
Ｑ激光输出平均功率与泵浦光功率的关系Ｆｉｇ．２Ａｖｅｒａｇｅｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒｖｓｐｕｍｐｐｏｗｅｒｆｏｒｎｏｎ－ｃｏｍｐｏｕｎｄａｎｄｃｏｍｐｏｕｎｄｐａｓｓｉｖｅｌｙＱ－ｓｗｉｔｃｈｅｄｌａｓｅｒｓＱ激光器，其最大输出功率为３．４ｍＷ，单脉冲能量为７０μＪ，光－光转换效率为１．４％，激光阈值为１２０ｍＷ。采用光电探测器和示波器测量输出激光器脉宽，复合结构的激光器脉冲宽度２．８ｎｓ，如图３所示；未复合结构的激光器脉冲宽度６ｎｓ，如图４所示。复合被动调Ｑ激光器输出的峰值功率为７０ｋＷ；未复合被动调Ｑ激光器输出的峰值功率为１２ｋＷ。图３复合被动调Ｑ激光器输出脉宽Ｆｉｇ．３ＯｕｔｐｕｔｐｕｌｓｅｗｉｄｔｈｏｆｃｏｍｐｏｕｎｄｐａｓｓｉｖｅｌｙＱ－ｓｗｉｔｃｈｅｄｌａｓｅｒ图４未复合被动调Ｑ激光器输出脉宽Ｆｉｇ．４Ｏｕｔｐｕｔｐｕｌｓｅｗｉｄｔｈｏｆｎｏｎ－ｃｏｍｐｏｕｎｄｐａｓｓｉｖｅｌｙＱ－ｓｗｉｔｃｈｅｄｌａｓｅｒ采用刀口法测得复合被动调Ｑ激光器输出光束质量Ｍ２为１．２，其测量曲线如图５所示；未复合被动调Ｑ激光器输出光束质量Ｍ２为１．３，如图６所示。从上述实验结果可看出，复合后被动调Ｑ激光器比未复合被动调Ｑ激光器的性能有所提高。在相同的泵浦脉冲能量下，复合的激光器输出平均功率／单脉冲能量和光－光转换效率均大于未复合的被动调Ｑ激光器；且复合的激光器输出脉冲宽度小于未复合的被动调Ｑ激光器，相应的峰值功率提高约５倍、光束质量也有所提高。通过多次测量复合被动调Ｑ激光
【参考文献】：
期刊论文
[1]1.5μm外腔式Ba（NO3）2人眼安全拉曼激光器[J]. 王旭葆,牛霞,王小磊,曲波,王泽宇,宋冬冬,米庆改,李姣. 应用激光. 2016(02)
[2]宽温度范围微型人眼安全激光器[J]. 郭猛,惠勇凌,张宇露,姜梦华,雷訇,李强. 强激光与粒子束. 2015(04)
[3]微型化LD泵浦Er3+,Yb3+共掺磷酸盐玻璃被动调Q激光器[J]. 郭猛,惠勇凌,王万祎,姜梦华,雷訇,李强. 强激光与粒子束. 2014(09)
[4]利用单共振光学参量振荡器产生1.5μm连续单频激光[J]. 李鹏,马亚云,聂丹丹,冯晋霞,张宽收. 中国激光. 2014(08)
[5]Er3+:Yb3+共掺磷酸盐玻璃激光器输出特性研究[J]. 徐翠莲,王斌科,刘静. 光通信研究. 2013(01)
[6]氧化石墨烯被动调Q掺铒光纤激光器[J]. 徐佳,吴思达,刘江,杨全红,王璞. 强激光与粒子束. 2012(12)
[7]石墨烯可调谐被动调Q掺铒光纤激光器[J]. 张慧,陈宇,王志腾,赵楚军,张晗. 强激光与粒子束. 2012(12)
[8]开发炮兵1.5xμm安全型激光测距机浅析[J]. 罗举平,贺有. 红外与激光工程. 2008(S3)
[9]Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃的发光与1.54μm激光性能[J]. 宋峰. 激光与光电子学进展. 2007(04)
[10]LD抽运Er3+,Yb3+共掺磷酸盐玻璃被动调Q激光器的理论分析和数值计算[J]. 吴朝晖,宋峰,刘淑静,蔡虹,苏静,田建国,张光寅. 物理学报. 2006(09)
本文编号：3273142
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