近期，安光所激光技術中心孫敦陸研究員課題組在高功率中紅外摻鉺固體(ti) 激光器方麵又取得了一係列研究進展：采用摻鉺鋁酸釔(Er:YAP)晶體(ti) 作為(wei) 固體(ti) 激光增益介質，高功率半導體(ti) 激光器（LD）陣列作為(wei) 泵浦源，在自由運轉和矽酸镓鑭(LGS)電光調Q模式下實現了高功率、高效率的中紅外準連續激光輸出。相關(guan) 成果已發表在Optics Express: 2021, 29(14): 21655-21663和Optical Engineering: 2021, 60(6): 066112上。

高峰值功率、高重複頻率的2.7~3 μm中紅外激光在激光外科手術和光參量振蕩器泵浦源等方麵有著重要的應用。

該課題組采用凹端麵的Er:YAP晶體(ti) 元件來補償(chang) 激光運轉過程中的熱透鏡效應，從(cong) 而改善激光性能，並在250和1000 Hz的工作頻率下分別獲得了最大輸出功率為(wei) 26.75和13.18 W的中紅外激光輸出。據知，1000 Hz是到目前為(wei) 止在LD側(ce) 麵泵浦摻Er³⁺中紅外激光器中實現的最高工作頻率。

此外，他們(men) 還研究了LD側(ce) 麵泵浦和電光調Q條件下，鉺鐠共摻鋁酸釔(Er,Pr:YAP)晶體(ti) 的激光性能。在最高工作頻率為(wei) 150 Hz時，獲得了單脈衝(chong) 能量為(wei) 20.5 mJ、脈衝(chong) 寬度為(wei) 61.4 ns、峰值功率為(wei) 0.33 MW的調Q激光輸出。

該研究得到國家自然科學基金、安徽省自然科學基金、安徽省先進激光技術實驗室青年基金等項目的資助。

文章鏈接: 

https://www.osapublishing.org/oe/fulltext.cfm?uri=oe-29-14-21655&id=452725

https://www.spiedigitallibrary.org/journals/optical-engineering/volume-60/issue-06/066112/Performance-of-a-968-nm-laser-diode-side-pumped-electro/10.1117/1.OE.60.6.066112.full

圖1 LD側(ce) 麵泵浦Er(Pr):YAP的激光實驗裝置圖

圖2 不同工作頻率和泵浦脈衝(chong) 寬度條件下，LD側(ce) 泵浦Er:YAP晶體(ti) 的平均輸出功率與(yu) 泵浦功率的關(guan) 係

圖3 在相同占空比條件下，LD側(ce) 麵泵浦Er:YAP晶體(ti) 的平均輸出功率隨泵浦功率的變化

圖4 Er,Pr:YAP晶體(ti) 的調Q激光性能。

(a)單脈衝(chong) 輸出能量(動態和靜態模式)和泵浦能量隨工作頻率的變化;

(b)調Q激光脈衝(chong) 寬度和峰值功率隨工作頻率的變化;

(c)工作頻率為(wei) 150 Hz時，單脈衝(chong) 輸出能量和脈衝(chong) 寬度隨單脈衝(chong) 泵浦能量的變化;

(d)工作頻率為(wei) 150 Hz時，示波器上顯示的調Q脈衝(chong) 波形圖