LD端面泵浦355nm紫外激光器_杨涛

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LD抽运355nm连续紫外激光器

Ｖｏ．４ＮＯ５１３．．Ｍａ，０ｙ２０７
Ｌ抽运３５ｍ连续紫外激光器Ｄ５ｎ
申高－，，檀慧明，刘飞。
（．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春１０３；１３０３２．中国科学院研究生院，北京１０３；３００９．长春理工大学，吉林长春１０２）３０２
维普资讯
第３第５期４卷
２００７年５月文章编号：１０ — ０Ｘ２０）５０２ — ４０３５１（０７０ — ０３０
光电工程
ＯｐｏＥｌｃｒｉｔ — ｅｔｏｎｃＥｎｇｎｅｉｇｉｅｒｎ
为３时，获得４ｍＷ连续运转的３５ｍ紫外激光Ｗ．２５ｎ
关键词：连续紫外激光器；３５ｍ；Ｌ５ｎＤ抽运
中图分类号：Ｔ４．Ｎ２８１文献标识码：Ａ
ＬＤｍｐｅｌｓｌｄｓａｅｃｎｉｏ－ｖｔａｏｅａｅｐｕｄａｌｏｉ－ｔｔｏｔｎｕｕｓｗａｅｕｌｒｖｉｌｔｌｓｒ－
Ｇｎｒｔｎ（ＨＧｏｅｆｎａｎａ１６ｍｒｄａｉｏｇｎｒｔ５２ｎａｉｉ．ｎｅｔｐＩｈｓ－ｔｅｅｅａｉＳ）ｆｈｕｄｍｅｔｌ４ｎａｉｏｔｅｅａｅ３ｍｒｄａｏａｄｔｅｐａｅｍａｈｄｏｔ０ｔｎｔｎｈｙｃ
获得３５ｍ紫外激光输出在ＮｄＹ５ｎ：ＶＯ晶体的外端镀１６ｎ５２ｍ双波长高反膜作为输入镜，其与输出镜构０４ｍ／３ｎ成平．凹腔结构，并考虑到ＮｄＹ：ＶＯ晶体所产生的热透镜效应，对腔长进行了详细的分析计算。当ＬＤ抽运功率

LD端面泵浦355nm紫外激光器-激光与红外杂志

ＬＤｅｎｄｐｕｍｐｅｄ３５５ｎｍＵＶｌａｓｅｒｓ
ＹＡＮＧＴａｏ，ＺＨＡＯＳｈｕｙｕｎ，ＺＨＡＮＧＣｈｉ，ＬＩＵＬｅｉ，ＷＡＮＧＸｕ，ＪＩＡＮＧＤｏｎｇｓｈｅｎｇ
（ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＲｅｓｅａｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｏｐｔｉｃｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００１５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｈｉｇｈｐｏｗｅｒｄｉｏｄｅｅｎｄｐｕｍｐｅｄＮｄ ʒ ＹＶＯｌｌｓｏｌｉｄｓｔａｔｅｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔｌａｓｅｒｗａｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄｕｎｄｅｒａｃｏｕｓｔｏｏｐ４ａｔｉｃＱｓｗｉｔｃｈｅｄｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｉｎｃｌｕｄｅａｓｔａｂｌｅａｎｄｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｔｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｗａｖｅｃａｖｉｔｙ，ｕｓｉｎｇｔｙｐｅｈａｓｅｍａｔｃｈｅｄ ⅠｐｐｈａｓｅｍａｔｃｈｅｄＬＢＯａｓｔｈｉｒｄｈａｒｍｏｎｉｃｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｃｒｙｓｔａｌ．ＴｏｉｍＬＢＯａｓｓｅｃｏｎｄｈａｒｍｏｎｉｃｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｃｒｙｓｔａｌａｎｄｔｙｐｅ Ⅱ ｐｒｏｖｅｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｔｒｉｐｌｅｄｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ａ４ｆｓｙｓｔｅｍｉｓｕｓｅｄｔｏｆｏｃｕｓｔｈｅｌａｓｅｒｉｎｔｏＴＨＧＬＢＯｃｒｙｓｔａｌ，ｗｈｉｃｈｒｅｄｕｃｅｓｐｈｅｒｉｃａｌａｂｅｒｒａｔｉｏｎｏｆｆｏｃｕｓｉｎｇｌｅｎｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ．ＴｈｅＣＷｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒｏｆｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｗａｖｅｉｓ１５．９Ｗａｔｔｈｅｉｎｃｉｄｅｎｔｐｕｍｐｐｏｗｅｒｏｆ３２．３Ｗ，ｏｐｔｉｃａｌｔｏｏｐｔｉｃａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｓ４９％．Ｔｈｅｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒｏｆ３５５ｎｍＵＶｌａｓｅｒｒｅａｃｈｅｓｔｏ１．４５Ｗａｔ

LD侧面泵浦355nm紫外激光器的开题报告

LD侧面泵浦355nm紫外激光器的开题报告
一、课题背景
紫外激光器以其能够产生极短脉冲，具有高能量和高光束质量等特
点而被广泛应用于微纳加工和科学研究等领域。

其中，355nm波长的紫
外激光器是一类应用较为广泛的紫外激光器之一，其主要特点为：处于
波长四倍频状态下，具有较高的能量转换效率、较低的散斑噪声和负折
射率常数等优点，因此被广泛使用在生物医学、制造和科学研究等领域。

然而，由于355nm波长具有较小的折射率，因此需要采用侧面泵浦方式来实现激光器的激发。

二、课题目的
本课题旨在设计和制造一种具有较高能量转换效率和良好光束质量
的侧面泵浦355nm紫外激光器，以满足微纳加工和科学研究等领域对紫外激光器的需求。

三、课题内容
1. 设计侧面泵浦355nm紫外激光器的光学结构，确定波长选择系统、共振腔结构、输出窗口和冷却方式等关键设计参数。

2. 制备激光介质材料，选择合适的Nd掺杂浓度和掺杂剂，并进行
材料调制和制备。

3. 搭建激光器实验平台，对激光器进行测试和性能分析。

4. 优化激光器的光学结构、激光介质组分、激发光源能量和波长等
参数，提高激光器的能量转换效率和光束质量。

5. 对激光器的输出波长、脉宽和峰值功率等进行测试和性能分析，
评估激光器在实际应用中的性能和适用性。

四、研究意义
本研究将设计和制造一种具有高能量转换效率和良好光束质量的侧
面泵浦355nm紫外激光器，可应用于微纳加工、医学和科学研究等领域。

同时，本研究将对侧面泵浦紫外激光器的设计和制造提供借鉴和参考，
推动紫外激光器领域的发展和应用。

全固态355 nm连续紫外激光器的优化设计

全固态355 nm连续紫外激光器的优化设计
申高;檀慧明;刘飞
【期刊名称】《光学精密工程》
【年(卷),期】2006(014)005
【摘要】通过优化腔型设计, 实现了LD端面抽运Nd:YVO4腔内三次谐波转换全固态连续355 nm紫外激光器高效率输出.选用平-凹腔结构并考虑到Nd:YVO4晶体的热透镜效应、模式匹配、倍频晶体位相匹配等因素对输出功率的影响,对谐振腔长进行了详细的分析计算.在激光谐振腔内, 1 064 nm的基频波经KTP晶体倍频产生532 nm激光,二者再经LBO晶体和频获得了355 nm紫外激光.当LD抽运功率为3 W时,355 nm连续紫外激光输出功率达6.4 mW.与折叠腔进行比较,发现在小功率抽运情况下,直腔结构紧凑、易于调节、输出功率较大.
【总页数】5页(P731-735)
【作者】申高;檀慧明;刘飞
【作者单位】中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130033;中国科学院,研究生院,北京,100039;中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130033;长春理工大学,吉林,长春,130022
【正文语种】中文
【中图分类】TN248.1
【相关文献】
1.LD抽运355nm连续紫外激光器 [J], 申高;檀慧明;刘飞
2.双波长腔外同步和频355 nm准连续全固态激光器 [J], 田明;王菲;车英
3.高效高峰值功率全固态355nm紫外激光器 [J], 李玉文;李斌;王靖田;魏艳玲;曹思维
4.LD抽运355nm准连续紫外激光器 [J], 陈德章;郭弘其;卿光弼;刘韵;高剑波;路英宾
5.LD泵浦全固态355nm紫外皮秒脉冲激光器 [J], 白振岙;白振旭;陈檬;李港
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LD端面泵浦355nm紫外激光器

ｐｏｅｔｅ￣ｑｅｃ— ｉｅｆｃｅｃ，４ｓｍｉｕｅｃｓｈｓｒｎｏＨＢｒｔ，ｈｃｄｃｈｒｒｖｈｅｕｎｙｔｐｄｅｉｙａｆｓｔｓｔｆｕｅａｅｔＴＧＬＯｃｓｗｉｒｕｅｓｅ — ｒｌｉｎｙｅｓｄｏｏｔｌｉｙａｌｈｅｐｉ
ｃｅｒｔｎｏｏｕｉｇｌｎｆｃｉｅｙＴｅＣｏｔｕｏｅｆｆｎａｅｔｖｓ１．ａｈｎｉｅｔｐｍｐｌｂａａｒａｉｆｃｓｎｅｓｅｆｔｌ．ｈＷｕｐｔｐｗｒｏｕｄｏｆｅｖｍｎａｗａｅｉ５９Ｗｔｔｅｉｃｄｎｕｌｏｐｗｅｆ３．．ｐｉａ・・ｐｉａｅｆｉｎｙｉ４％．ｈｕｐｔｐｗｅｆ３５ｎｌＵｌｅｅｃｅｏ１４ｔｒｏ２３Ｗｏｔｌｔｏｔｌｆｃｅｃｓ９ｃｏｃｉＴｅｏｔｕｏｒｏ５ｎＶａｒｒａｈｓｔ．５Ｗａｓ
方式实现３５ｎ５ｍ紫外激光输出。通过计算设计了高效稳定基频谐振腔，在腔外采用ＬＯＩＢ类相位匹配和ＬＯ１类相位匹配的方式倍频与和频，ＢＩ并采用４厂．系统对１６ｍ基频光和５２ｎ０４ｎ３ｍ倍频光进行聚焦，小了球差效应对光束的影响以提高和频效率。在泵浦功率３．得到减２３ｗ，１．Ｗ６ｍ连续基频激光输出，５９１４ｎ０光光效率４％。在２Ｈ调制频率下，到１４９０ｋｚ得．５ｗ

LD泵浦全固态355nm紫外皮秒脉冲激光器

ｐｗｅｓ５Ｗ．Ｔｈｅｔｉｄｈｒｎｃｒｐｔ０３ｃｎｖｒｉｎｔ３ｎａｄ１．ｏｒｗａｈｒａｍｏｉｓｗｅｅｕｏ６．ｏｅｓｏｏ５２ｍｎ６６ａｈｉｇｌｕｓｎｒｌｃｕｔｏｓｌｓｈｎ０５ｎｄｔｅｓｎｅｐｌｅｅｅｇｙｆｕｔａｉｎｗａｅｓｔａ．８ｉｈｏｅａｉｎｎ３ｐｒｔｏ．
用功率计测得单路输出的锁模激光平均功率为180mw22再生放大器实验结果选择从m5输出的一路锁模光作为种子光经图所示的再生放大器放大得到波长为1064nm1hz单脉冲能量平均值为780可以得到24070717ps23倍频实验结果如图所示将放大后的1064nm脉冲激光通过第一块lbo晶体进行二倍频得到532nm激光输出测得其单脉冲能量平均值为470然后通过第二块lbo晶体进行和频得到三倍频355nm外激光输出测得其输出能量平均值为1296计算得出从1064nm532nm激光转换效率为603355nm激光转换效率为166
ｔ５ｎｏ３５ｍ
Ｋｅｒｓｕｔａｉｌｔｌｓｒｙｗｏｄ：ｌｖｏｅａｅ；ＬＤｐｍｐｄ；ｐｃ — ｅｏｄｈｒａｍｏｉｇｎｒｔｏＴＨＧ）Ｌｒｕｅｉｏｓｃｎ；ｔｉｄｈｒｎｃｅｅａｉｎ（；ＢＯ
ＡｂｔａｔＡａｅｉｄＬｓｒｃ：ｌｓｒｄｏｅ（Ｄ）ｅｄｐｍｐｄＮｄ：ｎ－ｕｅＹＶＯ４ａｌｏｉ－ｔｔｌａｉｌｉｏｅｏｄＰＳｕｓｌｓｌｓａｅｕｔｖｏｅｐｃｓｃｎ（）ｐｌｅ－ｄｒｔ

高效率LD端面抽运准连续355nm激光器

高效率LD端面抽运准连续355nm激光器李玉瑶;王菲;焦正超;车英;王晓华【摘要】报道了一台激光二极管(LD)端面抽运Nd∶ YVO4晶体腔内倍频和腔外和频相结合的声光调Q准连续355 nm紫外激光器.采用LD端面抽运双侧翼键合YVO4基质的Nd∶ YVO4晶体,在腔内置入Ⅰ类相位匹配的LiB3O5 (LBO)晶体进行倍频实现1 064 nm和532 nm双波长准连续激光输出,通过消色差透镜将双波长激光聚焦耦合到Ⅱ类相位匹配的LBO晶体中进行和频,并采用双向和频光路,获得了高效率、高光束质量、高重复频率的准连续355 nm紫外激光输出.在抽运功率为28.6 W、重复频率为20 kHz时,355 nm激光最大输出功率4.2W,脉宽为20.6 ns,光-光转换效率为14.7％,激光器光束质量因子Mx2和My2分别为1.29和1.23.【期刊名称】《发光学报》【年(卷),期】2014(035)003【总页数】5页(P332-336)【关键词】全固态激光器;355 nm紫外激光器;端面抽运;声光调Q;和频【作者】李玉瑶;王菲;焦正超;车英;王晓华【作者单位】长春理工大学光电工程学院,吉林长春130022;长春理工大学光电工程学院,吉林长春130022;长春理工大学光电工程学院,吉林长春130022;长春理工大学光电工程学院,吉林长春130022;长春理工大学理学院,吉林长春130022【正文语种】中文【中图分类】O4361 引言全固态激光器具有光束质量好、寿命长、稳定性好及体积紧凑等诸多优点，在工业、军事等领域得到了广泛的应用［1］。

全固态紫外激光器更以波长短、单光子能量高、分辨率高等突出优点而成为微细加工的理想光源之一，其在半导体、聚合物、陶瓷及铜质合金等材料的加工方面具有明显的优势和广阔的应用前景［2-4］。

355 nm波长是紫外波段最具有代表性的激光波长，其主要是通过非线性光学频率变换的方式来获得［5-6］。

大功率全固态355nm紫外激光器研究

大功率全固态355nm紫外激光器研究一、本文概述随着科学技术的飞速发展，紫外激光器在科研、工业、医疗等领域的应用日益广泛，其中355nm波长的紫外激光器因其独特的物理特性在诸多领域表现出显著的优势。

特别是在高精度材料加工、生物医学研究、光电子器件制造等领域，大功率全固态355nm紫外激光器的需求日益迫切。

因此，开展大功率全固态355nm紫外激光器的研究，不仅具有重要的理论意义，也具有巨大的实际应用价值。

本文旨在深入研究大功率全固态355nm紫外激光器的设计、制造、性能测试等关键技术，并探讨其在实际应用中的可能性和挑战。

我们将首先回顾紫外激光器的发展历程，分析当前国内外在该领域的研究现状，并指出存在的问题和面临的挑战。

然后，我们将详细介绍大功率全固态355nm紫外激光器的设计原理和制造工艺，包括激光介质的选择、谐振腔的设计、泵浦方式的选择、热管理策略等关键技术。

在此基础上，我们将通过实验验证和优化激光器的性能，包括输出功率、光束质量、稳定性等关键指标。

我们将探讨大功率全固态355nm紫外激光器在各个领域的应用前景，以及未来研究方向和可能的技术突破。

本文的研究结果将为大功率全固态355nm紫外激光器的设计、制造和应用提供重要的理论支撑和实践指导，有望推动紫外激光器技术的发展和应用领域的拓展。

二、全固态355nm紫外激光器的基本原理与结构全固态355nm紫外激光器是一种基于固体增益介质和非线性光学晶体的高功率激光源。

其基本原理和结构涉及多个关键组成部分，包括泵浦源、增益介质、非线性光学晶体和谐振腔等。

泵浦源是全固态紫外激光器的能量来源，通常采用高功率的半导体激光器或光纤激光器。

泵浦光通过特定的光学系统被引入增益介质，以激发介质中的粒子跃迁至高能级，为后续的激光产生提供能量。

增益介质是激光器的核心部分，通常采用掺有稀土离子的晶体或玻璃材料。

在泵浦光的激发下，增益介质中的稀土离子发生受激辐射，产生与泵浦光波长不同的激光。

355nm紫外激光辐照皮肤的损伤阈值研究

355nm紫外激光辐照皮肤的损伤阈值研究
陈迹;高光煌;徐贵道;张桂素;钱焕文;刘恩泉;侯学元;孙玉铭
【期刊名称】《中国激光医学杂志》
【年(卷),期】1993(2)2
【摘要】用高功率Nd:YAG激光器以KDP晶体三倍频得到355nm紫外激光辐照人与猪皮肤,肉眼观察其红斑发生率,以迭代加权概率单位法求得MRD_(50),人皮肤为37.9mJ/cm^2,猪皮肤为87.9mJ/cm^2,后者的损伤阈值比前者高出1.3倍左右。

【总页数】4页(P77-80)
【关键词】紫外线;皮肤损伤阈值;激光疗法
【作者】陈迹;高光煌;徐贵道;张桂素;钱焕文;刘恩泉;侯学元;孙玉铭
【作者单位】军事医学科学院放射医学研究所;济南山东大学光学系
【正文语种】中文
【中图分类】R454.2
【相关文献】
1.紫外激光对眼和皮肤的照射装置及损伤阈值研究 [J], 钱焕文;单清
2.355nm纳秒紫外激光辐照下熔石英前后表面损伤的对比研究 [J], 刘红婕;周信达;黄进;王凤蕊;蒋晓东;黄竞;吴卫东;郑万国
3.激光安全防护研究——激光对眼和皮肤损伤阈值测量 [J], 许松林
4.355nm紫外激光损伤阈值自动测量装置及实验 [J], 胡建平;唐明;张问辉;段利华;胡江川;马平;许乔
5.266nm紫外激光辐照皮肤的损伤阈值研究 [J], 陈迹;高光煌;张桂素;徐贵道;钱焕文;刘恩泉;侯学元;孙玉铭
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LD泵浦全固态紫外激光器

LD泵浦全固态紫外激光器张昕;杨军;吴国锋;鞠涛;李沼云【摘要】研究总结了激光二极管泵浦全固态紫外激光器的最新进展,为紫外激光器的研究提供了参考依据.主要从工作物质,非线性频率变换晶体和腔型结构等三个方面对激光二极管泵浦全固态紫外激光产生的关键技术进行了讨论,并简述其发展历史、现状及未来发展方向.%This paper realized the latest development of all-solid-state ultraviolet laser and provide guidance for the research. That discussed the key technology of LD-pumped all-solid-state ultraviolet laser, such as material crystals, nonlinear frequency-doubling crystal and configurations of resonator. And outlines the historyof it's development, current situation, and future development direction.【期刊名称】《光通信技术》【年(卷),期】2011(000)007【总页数】4页(P7-10)【关键词】激光二极管泵浦;全固态紫外激光器;倍频;增益介质【作者】张昕;杨军;吴国锋;鞠涛;李沼云【作者单位】中国电子科技集团公司,第三十四研究所,广西,桂林,541004;中国电子科技集团公司,第三十四研究所,广西,桂林,541004;中国电子科技集团公司,第三十四研究所,广西,桂林,541004;中国电子科技集团公司,第三十四研究所,广西,桂林,541004;中国电子科技集团公司,第三十四研究所,广西,桂林,541004【正文语种】中文【中图分类】TN248.40 引言1960年第一台全固态激光器诞生不久，由激光二极管泵浦的全固态激光器便在林肯实验室问世了。

紫外激光器研究进展及其关键技术讲解

紫外激光器研究进展及其关键技术黄川 2120160620摘要：本文详细介绍了利用LD泵浦的紫外激光器产生紫外激光的非线性原理,并在此基础上介绍了在全固态紫外激光器中用到的倍频晶体的种类和各自的应用场景；介绍了近年来高功率固体紫外激光器研制的国内外进展情况，最后展望了高功率全固体紫外激光器研制的未来。

关键词：紫外激光；非线性光学；相位匹配1、引言因为紫外激光具有的短波长和高光子的能量特点，所以紫外激光在工业领域内具有非常广泛的应用。

在工业微加工领域内，相较于红外激光的热熔过程，紫外激光加工时的“冷蚀效应"可以使加工的尺寸更小，达到提高加工精度的目的。

另外，紫外激光器在生物技术，医疗设备加工，大气探测等领域也有广泛的应用。

一般而言，可以将紫外激光器划分为三类:固体紫外激光器，气体紫外激光器，半导体紫外激光器.其中固体紫外激光器应用最为广泛的是激光二极管泵浦全固态激光器。

而利用激光二极管抽运的固体UV激光器相较于其他类型的紫外激光器而言，具有效率高，性能可靠，硬件结构简单的特点,因此应用最为广泛，基于LD抽运的全固态UV激光器也得到了迅猛的发展。

在实际的应用当中，实现紫外连续激光输出的方法一般是利用晶体材料的非线性效应实现变频的方法来产生。

产生全固态紫外激光的方法一般有两种：一是直接对全固体激光器进行3倍频或4倍频来得到紫外激光;另一种方法是先利用倍频技术得到二次谐波，然后再利用和频技术得到紫外激光.相较于前一种方法,后者利用的是二次非线性极化率，其转换效率要高很多。

最常见的是通过三倍频和四倍频技术产生355nm和266nm的紫外激光。

下文将简单介绍紫外激光产生的非线性原理。

2、非线性频率转换原理2.1 介质的非线性极化激光作用在非线性介质上会引起介质的非线性极化，这是激光频率变换的非线性基础.在单色的电磁波作用下，介质的内部原子,离子等不会发生本征能级的跃迁，但是这些离子的电荷分布以及运动状态都会发生一些变化,引起光感应的电偶极矩，这个电偶极矩作为新的辐射源辐射电磁波。

脉冲LD泵浦电光调Q深紫外激光器

脉冲LD泵浦电光调Q深紫外激光器岱钦;史瑞新;崔建丰;李漫;李业秋;乌日娜;姚俊【期刊名称】《发光学报》【年(卷),期】2016(037)004【摘要】研制了千赫兹213 nm深紫外全固态激光器。

激光器采用脉冲LD侧面泵浦方式和电光调Q技术,实现了10瓦级基频光的稳定输出。

利用多次倍频技术,实现了稳定的213 nm深紫外激光输出。

当LD泵浦电流为80 A时,213 nm激光输出的最大平均功率达到了151 mW,激光器重复频率为1 kHz,激光脉冲宽度为10 ns,功率不稳定度为3%。

同时,对激光在非线性晶体中的偏振匹配和不同重复频率条件下的激光器运转特性进行了分析。

【总页数】4页(P463-466)【作者】岱钦;史瑞新;崔建丰;李漫;李业秋;乌日娜;姚俊【作者单位】沈阳理工大学理学院，辽宁沈阳 110159;吉林大学口腔医学院，吉林长春 130021;鞍山紫玉激光科技有限公司，辽宁鞍山 114000;沈阳理工大学理学院，辽宁沈阳 110159;沈阳理工大学理学院，辽宁沈阳 110159;沈阳理工大学理学院，辽宁沈阳 110159;沈阳理工大学理学院，辽宁沈阳 110159【正文语种】中文【中图分类】TN248.1【相关文献】1.LD泵浦AO-Cr4+:YAG双调Q激光器的脉冲特性 [J], 于金涛;杨海涛;李武军;冯媛媛2.千赫兹电光调Q LD端面泵浦Nd:YVO紫外激光器 [J], 宋标;李传起3.高重复率LD泵浦电光调Q全固态1064nm激光器的实验研究 [J], 王良甚;郝劲波;张频;王艳阳4.LD脉冲侧面泵浦Nd：YAG电光调Q低重频窄脉宽紫外激光器 [J], 白杨;刘沛沛;沈兆国;任兆玉;白晋涛5.LD泵浦5 kHz电光调Q的Nd:YVO_4激光器 [J], 宋标;马明俊;黄晔;王纪光;吴路生因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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1引言全固态紫外激光器的发展和应用是当前国内外
引人关注的研究热点之一，全固态紫外激光器与传统的准分子紫外激光器相比较，具有体积小、效率高、寿命长、光束质量好、无毒、不需要更换特殊气体、价格便宜等许多优点。而且紫外激光具有更短的波长，可以获得更小的聚焦光斑。加工材料时，高能量的光子直接破坏材料的化学键，热影响区域微乎其微。因此，全固态紫外激光器在激光微加工、激光精密加工等应用方面有着广阔的前景。在国外工业发达国家，全固态紫外激光器已成为激光划片、微
( 华北光电技术研究所，北京 100015)
摘要: 采用大功率激光二极管模块光纤耦合端面泵浦 Nd∶ YVO4 晶体，声光调 Q，腔外三倍频方式实现 355 nm 紫外激光输出。通过计算设计了高效稳定基频谐振腔，在腔外采用 LBOⅠ类相位匹配和 LBOⅡ类相位匹配的方式倍频与和频，并采用 4 f 系统对 1064 nm 基频光和 532 nm 倍频光进行聚焦，减小了球差效应对光束的影响以提高和频效率。在泵浦功率 32． 3 W，得到 15． 9 W 1064 nm 连续基频激光输出，光光效率 49% 。在 20 kHz 调制频率下，得到 1． 45 W 355 nm 紫外激光输出。通过 Spiricon 光束质量分析仪进行测试，在大功率输出时，紫外激光光束质量因子 M2x = 1． 6，M2y = 1． 56。关键词: LD 端面泵浦; 声光调 Q; 三倍频; 紫外激光器; 4 f 系统; 球差中图分类号: TN248． 1 文献标识码: A DOI: 10． 3969 / j． issn． 1001-5078． 2012． 03． 008
图 5 紫外激光器实验装置
4 实验结果图 6 给出了 1064 nm 基频谐振腔在连续运转情
况下输入输出功率曲线，此腔的阈值泵浦功率大约为 13 W，当泵浦功率 Pin ＞ 25 W 时，光光转换效率接近 50% ，在泵浦功率为 32． 3 W，1064 nm 最高输出功率达到 15． 9 W，光光转换效率为 49% 。
作者简介: 杨涛( 1980 － ) ，男，工程师，主要从事高功率固体激光器的研究。E-mail: yangtaotom@ sohu． com
收稿日期: 2012-01-13; 修订日期: 2012-02-23
280
激光与红外
第 42 卷
2 理论分析 2． 1 泵浦光与谐振腔基模的匹配
在端面泵浦结构中，通过选择合适的聚焦光学元件能够调节二极管泵浦辐射的束腰位置、大小和发散角，使聚焦的泵浦光束与谐振腔的基模光束实现良好空间匹配。图 1 为使用 LASCAD 软件模拟得到的泵浦光在激光晶体内的分布图。当泵浦光束腰与激光晶体入射端面之间距离为 2 mm，晶体内泵浦光束发散角较小，近似呈直线传播，这样分布的泵浦光与谐振腔内激光模式有更好的交叠，更容易得到较好的光束质量和更高的光光效率。
[ ( ) ( ) ] ηSHG
= I2ω Iω
=
8 n2ω
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n2ω ε0 cλ2ω
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sin
ΔkL 2
/
ΔkL 2
2
由上式，倍频转换效率强烈的依赖于 Δk，当
( ) ( ) Δk = 0 时，相位因子 sin
ΔkL 2
/
ΔkL 2
= 1，才可能获
得最高的转换效率。
小，而且球差效应较小; 虽然也可以通过选择单个凸
透镜来聚焦，但小焦距的凸透镜会带来大的球差，而
较大焦距的凸透镜，只有放置在物距较远时才能得
到较小的成像光斑，这样的激光器腔长比较大。
3 实验装置
实验装置如图 5 所示，泵浦源采用美国 nlight
公司生产的光纤输出激光二极管模块，该模块最大
功率 40 W，输出光纤纤芯为 400 μm，NA = 0． 22。通
0 mm
2 mm
5 mm
图 1 LASCAD 软件模拟 Nd∶ YVO4 晶体内部泵浦光分布
2． 2 端面泵浦谐振腔研究
根据标准的 ABCD 传输矩阵理论，利用数值计算
方法，设计了谐振腔参数。计算中把激光晶体中的热
透镜等效于一个凹面反射镜 R2 ，等效谐振腔如图 2 所示，腔参数为 L = 300 mm，R1 = 200 mm。在我们感兴趣的泵浦功率范围内，测得的热透镜焦距 fT 变化范围为 120 ～ 180 mm，R2 的曲率半径变化范围与之一致。此腔有如下特点: ①在 fT = 120 ～ 180 mm 范围内，g1 g2 = 0． 75 ～ 0． 33，均在稳区中心附近变化。图 3 为稳定性参数 g1 g2 随 fT 的变化关系; ②fT = 120 ～ 200 mm 的变化范围内，基模半径 ω 的变化范围为
在实验中，采用了 LBO 晶体 I 类非临界相位匹
配的方式，通过精确控温在 150． 4 ℃ ，相位匹配角
θm = 90°，Δk≈0，走离角接近于零，并选择倍频晶体前透镜的焦距和位置，实现了高效率倍频。
2． 3． 2 高效和频技术
在高效和频技术的研究中，除了需要考虑和频
晶体中激光功率密度等因素外，还要考虑和频晶体中倍频光与基频光的空间交叠［9］。实验中采用
LBO 晶体 I 类非临界相位匹配的方式进行倍频，倍
频光与基频光几乎没有走离角，和频晶体中两光束
的交叠区域会更大。
由于色散等原因，倍频光与基频光通过透镜后，
它们各自的焦点并不重合，为了使两光束的交叠区
域更大，试验中使用 4 f 系统。4 f 系统可以通过选
择两个平凸透镜的焦距及距离来调节聚焦光斑的大
过自制的放大比例为 1 ∶ 2 的耦合透镜端面泵浦
Nd∶YVO4 晶体，晶体尺寸为 3 mm × 3 mm × 10 mm，掺杂浓度 0． 2at% ，晶体的一面镀 808 nm 增透膜和
1064 nm 全反膜，作为基频谐振腔全反镜面; 另一面
激光与红外 No． 3 2012
杨涛等 LD 端面泵浦 355 nm 紫外激光器
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镀 808 nm 和 1064 nm 增透膜。谐振腔总长设计为 300 mm，输出镜曲率为平凹 200 mm，T1064 nm = 15% 。腔外倍频晶体之前放置的聚焦透镜焦距为 50 mm，倍频晶体 LBO 采用 Ⅰ 类非临界相位匹配，尺寸为 3 mm × 3 mm × 20 mm，精确控温在 150． 4 ℃ 。基频光与倍频光通过两片焦距为 70 mm 的透镜聚焦在和频晶体内部，和频晶体 LBO 的尺寸为 3 mm × 3 mm × 10 mm，采用Ⅱ类临界相位匹配，角度调谐。基频谐振腔中用的声光 Q 开关晶体通光方向长度为 10 mm，由中心频率为 27 MHz，射频功率为 50 W 的声光驱动电源驱动，在频率 1 ～ 100 kHz 的范围内连续可调。
细钻孔等微电子加工的最理想激光光源。全固态紫外激光器已成为激光技术研究领域的热点之一［1 － 7］。在实验中，我们采用简易稳定的直线腔、光纤耦合端面泵浦 Nd∶ YVO4 晶体的方式实现基频激光输出，在腔外采用 LBO 晶体 I 类相位匹配倍频和 II 类相位匹配和频的方式，实现了瓦量级基模紫外激光功率的输出。
( b) 激光远场光强分布图 7 测量点处的激光光斑大小及激光远场光强分布图
腔内加入声光调 Q 晶体，调 Q 频率为 20 kHz，腔外实现倍频与和频。在不同的泵浦功率条件下，分别测试了 1064 nm，532 nm 和 355 nm 激光的平均输出功率。测试结果如图 8 所示，在泵浦功率为 32． 3 W 时，得到 1064 nm 输出功率 10． 2 W、脉宽 22 ns，532 ns 最大输出功率 5． 3 W、脉宽 23 ns， 355 nm 最大输出功率 1． 45 W，脉宽 22 ns。1064 nm 基频光到 532 nm 绿光的光光效率为 52% ，1064 nm 基频光到 355 nm 紫外光的光光效率为 14． 2% 。图 9( a) 为此时的紫外激光光斑照片。用 Spiricon 光束质量分析仪测试此时紫外激光输出的光束质量，光束质量因子值分别为 M2x = 1． 6，M2y = 1． 56，为 TEM00 模。图 9( b) 为测得的紫外激光远场光斑分布。
第 42 卷第 3 期 2012 年 3 月
激光与红外 LASER ＆ INFRARED
Vol． 42，No． 3 March，2012
文章编号: 1001-5078( 2012) 03-0279-04
·激光器技术·
LD 端面泵浦 355 nm 紫外激光器
杨涛，赵书云，张弛，刘磊，王旭，姜东升
Abstract: A high power diode-end-pumped Nd∶YVO4 all-solid-state ultraviolet laser was demonstrated under acousto-optic Q-switched operation，which include a stable and high efficient fundamental wave cavity，using typeⅠphase-matched LBO as second harmonic generation crystal and typeⅡphase-matched LBO as third harmonic generation crystal． To improve the frequency-tripled efficiency，a 4 f system is used to focus the laser into THG LBO crystal，which reduce spherical aberration of focusing lens effectively． The CW output power of fundamental wave is 15． 9 W at the incident pump power of 32． 3 W，optical-to-optical efficiency is 49% ． The output power of 355 nm UV laser reaches to 1． 45 W at 20 kHz repetition rate． By the test，UV laser beam quality factor M2x is 1． 6，M2y is 1． 56 at the maximum output． Key words: diode-end-pumped; acousto-optic Q-switching; third harmonic generation; ultraviolet laser 4 f system; spherical aberration