调Q YAG激光器 南开大学光学实验

第一章作业(激光技术--蓝信鉅,66页

2.在电光调制器中,为了得到线性调制,在调制器中插入一个1/4波片,它的轴向应如何设置为佳? 若旋转1/4波片,它所提供的直流偏置有何变化?

3,为了降低电光调制器的半波电压,采用4块z切割的KDP晶体连接(光路串联、电路并联成纵向串联式结构。试问:(1为了使4块晶体的电光效应逐块叠加,各晶体的x和y轴取向应如何? (2若λ=0.628μm,n。=1.51,γ63= 23.6×10—12m/V,计算其半波电压,并与单块晶体调制器比较之。

4.试设计一种实验装置,如何检验出入射光的偏振态(线偏光、椭圆偏光和自然光,并指出是根据什么现象? 如果一个纵向电光调制器没有起偏器,入射的自然光能否得到光强调制? 为什么?

第一章补充作业:何谓a. 电光调制、b. 声光调制、c. 磁光调制、d. 直接调制、

e.空间光调制器?

第2章作业(激光技术--蓝信鉅,103页,带*号的研究生可以试做

1.说明利用调Q技术获得高峰值功率巨脉冲的原理,并简单说明调Q脉冲形成过程中各参量随时间的变化。

3.有一带偏振棱镜的电光调Q YAG激光器,试回答或计算下列问题:

(1画出调Q激光器的结构示意图,并标出偏振镜的偏振轴和电光晶体各主轴的相对方向。

(2怎样调整偏振棱镜的起偏方向和晶体的相对位置才能得到理想的开关效果?

(3计算l/4波长电压Vλ/4 (l=25mm,n0=n e=1.05, γ63=23.6×10-12‘’m/V。

5.当频率f s=40MHz 的超声波在熔凝石英声光介质(n=1.54中建立起超声场(v

s=5.96×105cm/s时,试计算波长为λ=1.06μm的入射光满足布拉格条件

的入射角θ。

6*.一个声光调Q器件(L=50mm,H=5mm是用熔融石英材料做成,用于连续YAG激光器调Q。已知激光器的单程增益为0.3,声光器件的电声转换效率为40%,求

第42卷第3期 2021年3月激光杂志LASER JOURNALVol. 42, No. 3 March ,2021•激光器件与激光物理•基于PPLN绿光模组的基模激光器的研究林苗茜\许英朝2’3,崔悦\李洋洋11厦门理工学院电气工程及其自动化学院，厦门361024;2厦门理工学院光电与通信工程学院，厦门361024;3爰门理工学院福建省光电技术与器件重点实验室，厦门361024摘要:PPLN晶体作为激光器中非线性系数较高的倍频晶体，与掺钕晶体构成腔内倍频的激光器，一般在 中低功率密度的激光器中使用，其尺寸小，透光范围宽，对可见光产生的基频波和谐波的损耗小并且成本低，工 艺成熟，易于批量生产。而基模激光器相对于多模激光器而言具有更好的光斑质量，更适用于一些高端的应用 领域，例如医疗、军事等。本文介绍了基于PPLN晶体的绿光基模激光器的国内外研究进展，以及激光器的原理 与构造，并通过实验研究，设计了 一种由Nd:YV04* PPLN组成的绿光模组，只需要调节该模组即可呈现出基 模，极大的简化了激光器的制造过程，并对实验进行了一些改进，获得了较好的实验结果。关键词：PPLN;基模；绿光模组；倍频中图分类号:TN249 文献标识码：A doi： 10. 14016/j. cnki. jgzz. 2021. 03. 028Research of single-frequency green laser based on PPLN crystalLIN Miaoqian1 ,XU Yingchao''3 ,CUI Yue1 ,LI Yangyang11 School of Optoelectronics and Communication Engineering, Xiamen University of Technology, Xiamen 361024, China ；2 Fujian Key Laboratory of Optoelectronic Technology and Devices ^ Xiamen University of Technology, Xiamen 361024, ChinaAbstract： With the development of laser technology,single-frequency lasers are widely used in laser ranging, la­ser medical treatment, laser spectroscopy and other fields due to their excellent monochromaticity, high efficiency and narrow bandwidth. There are many ways to achieve laser single-frequency output. This article uses the short-range absorption method； shorten the distance between the PPLN crystal and the Nd： YV04 crystal to 1 mm, and make it in­to a green module to achieve single longitudinal mode output. When the temperature is 28. 5 Tl，and the LD pump’s pumping power is 0. 8 W, the single-frequency green light output of 60 mW is obtained, the optical-to-optical con­version rate is 7. 1% , and its line width is 120 MHz, realising another single-frequency green laser. Breakthrough.Key words ： single-frequency ； short-range absorption ； PPLN ； green modulei引言绿光激光器广泛运用于军事、电子、医疗领域，特收稿日期:2020-08-15基金项目：福建省自然科学基金面上项目（No. 2019J01876);福建省教 育厅中青年教师教育科研项目资助省属高校专项（No. JK2017036);厦 门市科技计划项目（No. 3502Z20183060 );厦门市科技计划重大项目 (N〇.3502ZCQ20191002)作者简介:林苗茜（1995-)，女，在读硕士生，主要研究方向为智能照明 电器与光电子器件• E-mail: ****************通讯作者：许英朝（1980-)，男，教授，博士，硕士生导师，主要研究方向 为从事光电器件与工艺研究、半导体照明技术与新能源等方面的研 究。E-mail: *************.cn;****************别是医疗领域的微创手术，对人体伤害较小。目前中 小型绿光激光器逐渐向高功率、紧凑型、高稳定性、低 成本方向发展[|]，主要采用的倍频晶体有三硼酸锂 (LB0)和磷酸钛氧钾（KTP),使用PPLN的相对较少。 KTP晶体虽然非线性系数大，价格低，但是在高功率 密度激光的长时间作用下，容易产生灰迹效应，导致 激光输出功率下降[2]，抗灰迹的产品虽然层出不穷， 但是成本价格成为了其使用的一大难关。LB0晶体 价格贵、非线性系数小、体积大，所以相对于追求更小 体积的中小型激光器，它更适合用于大功率的绿光激 光器中。近年来，由于PPLN晶体非线性系数高、生http ： //www. laserjoumal.

光电子・激光第１３卷第８期２００２年８月　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ（）　）ｔ０ｅｌｅｃｔｒ（）ｎｉｃｓ・Ｌａｓｅｒ　Ｖｏ１．１　３　Ｎｏ．８　Ａｕｇ．２００２　包层泵浦调Ｑ光纤激光器的研究进展　樊亚仙．吕福云，胡姝玲，戴武涛，王宏杰。吕可诚　（南开大学物理科学学院光电信息科学系，天津３０００７１）　

１　引　言　摘要：从双包层光纤和包层泵浦凋Ｑ技术对包层泵浦调Ｑ光纤激光器的研究和发展进行了综述．并报　道了我们在该领域的最新研究结果。　关键词：双包层光纤；光纤激光器；包层泵浦；调Ｑ技术　中图分类号：ＴＮ２５３　文献标识码：Ａ　文章编号：１　００５—００８６（２００２）０８—０８７２—０４　Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｏｆ　Ｃｌａｄｄｉｎｇ——ｐｕｍｐｅｄ　Ｑ　－ｓｗｉｔｃｈｅｄ　Ｆｉｂｅｒ　Ｌａｓｅｒ　ＦＡＮ　Ｙａ—ｘｉａｎ，Ｉ．Ｕ　Ｆｕ　ｙｕｎ．ＨＵ　Ｓｈｕ—ｌｉｎｇ，ＤＡＩ　Ｗｕ—ｔａｏ．ＷＡＮＧ　Ｈｏｎｇ—ｊｉｅ，　Ｉ　Ｕ　Ｋｅ—ｃｈｅｎｇ　（１）ｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｏｐｔｉｃａｌ—Ｅｌｅｃｔｒｍｔｉｃ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｎａｎｋａｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ．　ｌ＇ｉａｎｊｉｎ　３０００７１，【、ｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｌａｄｄｉｎｇ—ｐｕｍｐｅｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａＤ．ｄ　ｎｏｖｅｌ　Ｑ—ｓｗｉｔｃｈｅｄ．ｖｅｒｙ　ｈｉｇｈ　ｓｃａｌｉｎｇ　ｏｆ　ｐｅａｋ　ｐｏｗｅｒ　ａｎｄ　ｐｕｌｓｅ　ｅｎｅｒｇｙ　ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ　ｏｆ　ｃｌａｄｄｉｎｇ—ｐｕｍｐｅｄ　Ｑ—ｓｗｉｔｃｈｅｄ　ｆｉｂｅｒ　ｌａｓｅｒｓ　ａｒｅ　ｒｅｖｉｅｗｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：１）ｏｕｂｌｅ　ｃｌａｄ　ｆｉｂｅｒ；Ｆｉｂｅｒ　ｌａｓｅｒ；Ｃｌａｄｄｉｎｇ—ｐｕｍｐｅｄ；Ｑ—ｓｗｉｔｃｈｅｄ　包层泵浦技术是通过双包层光纤来实现的。双包　层光纤比普通光纤增加了内包层，其横向尺寸和数值　孑Ｌ径（　■）远大于纤芯，包绕在单模纤芯外围，将激　光辐射限制在纤芯内；泵光在内包层中传输，可多次　经过纤芯．增加了泵浦长度，泵浦效率大大提高。目前　所见报道的激光转换效率最高已达８０　＿１］。同时，由　于泵光入射面积的增加，允许采用多模大功率的半导　体激光器作泵源。因此，可将泵光高效率地转换为单　模激光输出。目前用双包层掺Ｙｂ”石英光纤制成的　光纤激光器．已在１　１００　ｎｍ波长上实现了ｌ１０　ｗ的　连续激光输出一　。　包层泵浦技术与调Ｑ技术相结合可以得到高脉　冲能量、高峰值功率的短脉冲光纤激光器。据报道，包　层泵浦调Ｑ光纤激光器的脉冲能量已达ｍＪ量级　］，　峰值功率高达ｋＷ量级＿４］。随着调Ｑ装置的全光纤　化，包层泵浦调Ｑ光纤激光器也逐步向全光纤化发　展。在那些要求更高能量、优良模式质量，尤其要求紧　凑小巧、便携式光子源的场合，包层泵浦全光纤短脉　冲激光器以其自身的众多优点更具优势。其在光通信　（特别是高速、超大容量通信、孤子通信、卫星与空间　通信等）、生物工程、医学、测量技术、光学传感、光学　参量振荡、航空航天、遥感技术及工业加工等获得广　泛应用，成为发展全固化激光器的一种最优选择。　国内有关双包层光纤激光器的研究起步较晚，直　到２０世纪９０年代后期才有一些普通的掺Ｙｂ。　光纤　激光器的研究报道　。］。目前信息产业部电子第４６　所和武汉邮电研究院已研制出掺Ｙｂ双包层光　纤＿８　ｊ。南开大学、复旦大学、上海光机所和中国科技　大学等报道了这方面的研究工作。　２　包层泵浦调Ｑ激光器的双包层掺杂光纤　包层泵浦技术的关键是双包层光纤的设计和制　造。双包层光纤的结构如图１所示。　掺有稀土离子的纤芯作为增益介质和激光通道，　收稿日期：２００２—０１—１４修订日期：２００２—０３—０６　＊　基金项目：国家自然科学基金重点资助项目（６０１３７０１０）；国家自然科学基金资助项目（６９９７７０１２）；天津市自然科学基金资助项目　

一种激光损伤阈值测试新方法

葛锦蔓;苏俊宏;陈磊;吕宁

【摘 要】随着激光器朝向大功率、高能量的方向发展，激光损伤阈值成为了衡量光学元件抗激光损伤能力的重要参数之一，因此，能否准确地测量出光学元件的激光损伤阈值成为研究的重点。而光学元件激光损伤阈值测试的关键是能否准确地判别光学元件是否发生激光损伤。为解决目前常见的损伤判别方法存在的精度低、识别时间长、适用材料范围窄、操作复杂等不足，提出了一种新的激光损伤的判别方法，即等离子体诊断法。以K9玻璃为例，搭建激光损伤阈值的测试平台，利用光纤光谱仪采集强激光辐照 K9玻璃时所产生的激光等离子体闪光光谱，并对该光谱进行诊断分析，将该光谱中是否含有待测试光学元件材料中特征元素的光谱峰作为其是否收到激光损伤的标准。同时，对K9玻璃进行了激光损伤阈值的测试，并将测试结果与等离子体闪光法和显微镜法所测的激光损伤阈值进行了对比分析。实验表明，提出的等离子体诊断方法的判别精度高、速度快、测试装置结构简单，易实现在线测量，可以大大地提高光学元件激光损伤阈值测试工作的效率。%With

the development of the laser towards high-power and high energy,laser-induced damage threshold of optics be-comes one of the important

parameters to evaluate the laser damage resistance of

optics.Therefore,accurately measuring of the laser-induced damage

threshold optics become the focal point studied.And the key to accurately

measuring of the laser-induced damage threshold is whether the laser-induced damage can be accurately identified when it occurs.In order to