不同切割方向Ho...YAP晶體激光輸出特性的實(shí)驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間：2021-07-01 07:22
不同切割方向的Ho…YAP晶體的激光輸出特性存在差別。針對(duì)摻雜濃度為0.5%（原子數(shù)分?jǐn)?shù)）的Ho…YAP晶體開展a、b、c三種切割方向的激光輸出特性實(shí)驗(yàn)研究。采用最大輸出功率為44.3W的1915nm摻銩光纖激光器端面泵浦Ho…YAP晶體,在三種切割方向上均獲得了大于20 W的連續(xù)激光輸出,其中b向切割晶體輸出激光的中心波長(zhǎng)近2118nm,最大功率為23.6W,斜率效率為61.98%,a向切割晶體與b向切割晶體的輸出結(jié)果相近,c向切割晶體在達(dá)到最大輸出功率時(shí)的中心波長(zhǎng)為2129nm;當(dāng)采用腔內(nèi)聲光調(diào)Q獲得脈沖輸出時(shí),a、c向切割晶體出現(xiàn)了中心波長(zhǎng)偏移和多波長(zhǎng)起振現(xiàn)象,而b向切割晶體則獲得了中心波長(zhǎng)近2118nm的穩(wěn)定脈沖輸出,且其在重復(fù)頻率為20kHz時(shí)的最大平均輸出功率為22.3W,脈寬為20ns,斜率效率為55.22%,光束質(zhì)量因子分別為M2x=1.81和M2y=1.50。選用b向切割的Ho…YAP晶體更有利于實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定且高效的2118nm連續(xù)激光及納秒級(jí)脈沖激光輸出。
【文章來源】：中國(guó)激光. 2020,47(04)北大核心EICSCD
【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)
【部分圖文】：
不同切割方向的Ho…YAP晶體的吸收譜
圖3所示為實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。因?yàn)槿齻�(gè)切割方向的Ho…YAP晶體在1915nm附近均有較大的吸收截面，所以采用中心波長(zhǎng)為1915.3nm、最大輸出功率為44.3 W、3dB譜寬約為0.4nm的摻銩光纖振蕩器作為泵浦源。激光經(jīng)光纖跳線輸出到自由空間后，通過一對(duì)焦距比為10…150的耦合透鏡組（M1和M2）聚焦于Ho…YAP晶體前表面附近。尺寸為4mm×4mm×30mm的a-cut、b-cut、c-cut Ho…YAP晶體兩端面鍍有對(duì)泵浦光和信號(hào)光的增透膜。在側(cè)面包裹銦箔后，將晶體置于長(zhǎng)度匹配的紫銅熱沉上，通水冷卻。不同切割方向晶體對(duì)泵浦光的吸收有所不同，使用10 W泵浦激光進(jìn)行測(cè)試，a、b、c三個(gè)切割方向的晶體的吸收率分別為80.17%、68.58%和78%。前腔鏡M3為平面鏡，鍍有對(duì)2118nm激光高反，對(duì)1915nm激光高透的薄膜。輸出耦合腔鏡M4為曲率半徑R=-100mm的平凹鏡，它對(duì)2118nm激光的透過率T=40%。由M3和M4構(gòu)成的Ho…YAP諧振腔長(zhǎng)度為135mm。由ABCD矩陣計(jì)算可知，上述激光諧振腔內(nèi)Ho…YAP晶體附近的振蕩光斑直徑為0.4mm。晶體前表面上泵浦光斑的直徑為0.5mm。國(guó)產(chǎn)聲光調(diào)制器（AOM）的驅(qū)動(dòng)功率為40W，通光孔徑為2 mm，軸向通光長(zhǎng)度約為50mm。在進(jìn)行連續(xù)激光輸出實(shí)驗(yàn)時(shí)，腔內(nèi)插入了聲光Q開關(guān)。用濾光片M5(10°，HR@1915nm,HT@2118nm）將剩余泵浦光濾除后，采用功率計(jì)測(cè)試輸出激光功率。
尺寸為4mm×4mm×30mm的a-cut、b-cut、c-cut Ho…YAP晶體兩端面鍍有對(duì)泵浦光和信號(hào)光的增透膜。在側(cè)面包裹銦箔后，將晶體置于長(zhǎng)度匹配的紫銅熱沉上，通水冷卻。不同切割方向晶體對(duì)泵浦光的吸收有所不同，使用10 W泵浦激光進(jìn)行測(cè)試，a、b、c三個(gè)切割方向的晶體的吸收率分別為80.17%、68.58%和78%。前腔鏡M3為平面鏡，鍍有對(duì)2118nm激光高反，對(duì)1915nm激光高透的薄膜。輸出耦合腔鏡M4為曲率半徑R=-100mm的平凹鏡，它對(duì)2118nm激光的透過率T=40%。由M3和M4構(gòu)成的Ho…YAP諧振腔長(zhǎng)度為135mm。由ABCD矩陣計(jì)算可知，上述激光諧振腔內(nèi)Ho…YAP晶體附近的振蕩光斑直徑為0.4mm。晶體前表面上泵浦光斑的直徑為0.5mm。國(guó)產(chǎn)聲光調(diào)制器（AOM）的驅(qū)動(dòng)功率為40W，通光孔徑為2 mm，軸向通光長(zhǎng)度約為50mm。在進(jìn)行連續(xù)激光輸出實(shí)驗(yàn)時(shí)，腔內(nèi)插入了聲光Q開關(guān)。用濾光片M5(10°，HR@1915nm,HT@2118nm）將剩余泵浦光濾除后，采用功率計(jì)測(cè)試輸出激光功率。4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]可調(diào)諧摻銩光纖激光器共振抽運(yùn)的Ho:YLF固體激光器[J]. 王飛,沈德元,范滇元,陸啟生. 中國(guó)激光. 2009(07)
本文編號(hào)：3258706
【文章來源】：中國(guó)激光. 2020,47(04)北大核心EICSCD
【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)
【部分圖文】：
不同切割方向的Ho…YAP晶體的吸收譜
圖3所示為實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。因?yàn)槿齻�(gè)切割方向的Ho…YAP晶體在1915nm附近均有較大的吸收截面，所以采用中心波長(zhǎng)為1915.3nm、最大輸出功率為44.3 W、3dB譜寬約為0.4nm的摻銩光纖振蕩器作為泵浦源。激光經(jīng)光纖跳線輸出到自由空間后，通過一對(duì)焦距比為10…150的耦合透鏡組（M1和M2）聚焦于Ho…YAP晶體前表面附近。尺寸為4mm×4mm×30mm的a-cut、b-cut、c-cut Ho…YAP晶體兩端面鍍有對(duì)泵浦光和信號(hào)光的增透膜。在側(cè)面包裹銦箔后，將晶體置于長(zhǎng)度匹配的紫銅熱沉上，通水冷卻。不同切割方向晶體對(duì)泵浦光的吸收有所不同，使用10 W泵浦激光進(jìn)行測(cè)試，a、b、c三個(gè)切割方向的晶體的吸收率分別為80.17%、68.58%和78%。前腔鏡M3為平面鏡，鍍有對(duì)2118nm激光高反，對(duì)1915nm激光高透的薄膜。輸出耦合腔鏡M4為曲率半徑R=-100mm的平凹鏡，它對(duì)2118nm激光的透過率T=40%。由M3和M4構(gòu)成的Ho…YAP諧振腔長(zhǎng)度為135mm。由ABCD矩陣計(jì)算可知，上述激光諧振腔內(nèi)Ho…YAP晶體附近的振蕩光斑直徑為0.4mm。晶體前表面上泵浦光斑的直徑為0.5mm。國(guó)產(chǎn)聲光調(diào)制器（AOM）的驅(qū)動(dòng)功率為40W，通光孔徑為2 mm，軸向通光長(zhǎng)度約為50mm。在進(jìn)行連續(xù)激光輸出實(shí)驗(yàn)時(shí)，腔內(nèi)插入了聲光Q開關(guān)。用濾光片M5(10°，HR@1915nm,HT@2118nm）將剩余泵浦光濾除后，采用功率計(jì)測(cè)試輸出激光功率。
尺寸為4mm×4mm×30mm的a-cut、b-cut、c-cut Ho…YAP晶體兩端面鍍有對(duì)泵浦光和信號(hào)光的增透膜。在側(cè)面包裹銦箔后，將晶體置于長(zhǎng)度匹配的紫銅熱沉上，通水冷卻。不同切割方向晶體對(duì)泵浦光的吸收有所不同，使用10 W泵浦激光進(jìn)行測(cè)試，a、b、c三個(gè)切割方向的晶體的吸收率分別為80.17%、68.58%和78%。前腔鏡M3為平面鏡，鍍有對(duì)2118nm激光高反，對(duì)1915nm激光高透的薄膜。輸出耦合腔鏡M4為曲率半徑R=-100mm的平凹鏡，它對(duì)2118nm激光的透過率T=40%。由M3和M4構(gòu)成的Ho…YAP諧振腔長(zhǎng)度為135mm。由ABCD矩陣計(jì)算可知，上述激光諧振腔內(nèi)Ho…YAP晶體附近的振蕩光斑直徑為0.4mm。晶體前表面上泵浦光斑的直徑為0.5mm。國(guó)產(chǎn)聲光調(diào)制器（AOM）的驅(qū)動(dòng)功率為40W，通光孔徑為2 mm，軸向通光長(zhǎng)度約為50mm。在進(jìn)行連續(xù)激光輸出實(shí)驗(yàn)時(shí)，腔內(nèi)插入了聲光Q開關(guān)。用濾光片M5(10°，HR@1915nm,HT@2118nm）將剩余泵浦光濾除后，采用功率計(jì)測(cè)試輸出激光功率。4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]可調(diào)諧摻銩光纖激光器共振抽運(yùn)的Ho:YLF固體激光器[J]. 王飛,沈德元,范滇元,陸啟生. 中國(guó)激光. 2009(07)
本文編號(hào)：3258706
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