Research of high-power Yb : YAG mode lock lasers for tunable short pulse lasers

可调谐短脉冲激光器高功率Yb:YAG锁模激光器的研究

基本信息

  • 批准号:
    10555016
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 7.49万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B).
  • 财政年份:
    1998
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1998 至 2000
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

In this project we investigated in diode pumped Solid-State lasers, especially Yb : YAG lasers because it have high potential as the high power short pulse lasers, and wavelength conversion methods as following ;(1)Laser models for high power solid-state lasers : By using symmetric dual Nd : YAG rods we obtained 400W multi-mode output power and 163W TEM_<00> mode power. Then we applied M^2 design methods to the microchip laser system to reduce the size of laser system. Finally, we have developed 59% slope efficiency and 4.1W maximum CW output power in microchip Nd : YAG laser. Currently we investigate in the passive Q-switching to realize high brightness lasers.(2)Development of high performance Yb : YAG lasers : We optimized Yb : YAG microchip lasers by using M^2 design methods. With 400 μm Yb : YAG microchip we achieved the wide tunable (85 nm)laser with high slope efficiency(60%)and 3 W output power. This indicates possible to develop under 50fs short pulse laser with Yb : YAG system.(3)Nonlinear wavelength conversion devices : The quasi-phase-matching methods will open new horizons in the wavelength conversions fields. To improve poling methods for new QPM devices we developed in-situ poling system to optimized QPM Mg : LiNbO_3, then obtained 60W average Mid-IR power in OPO experiments.(4)Teraherts generations : As a wavelength conversion system, we demonstrated in 100 mW terahertz generation with bulk InAs emitter.(5)New laser materials : In order to enhance the performance of microchip lasers, we developed highly Nd-ion doped YAG ceramics to overcome absorption efficiency while keeping good thermo-mechanical property. With this system we obtained two or three times larger output power compared with the conventional single crystal system. Some journals and news papers carried an account of our ceramic microchip lasers.
本课题主要研究了二极管泵浦固体激光器,特别是Yb:YAG激光器作为高功率短脉冲激光器的应用前景,并研究了以下几种波长转换方法:(1)高功率固体激光器的激光模型:采用对称双Nd:YAG棒,获得了400W的多模输出功率和163W的TEM<00>模输出功率。然后将M^2设计方法应用于微片激光器系统中,减小了激光器系统的体积。最后研制出斜率效率为59%、最大连续输出功率为4.1W的微片Nd:YAG激光器。目前,我们正在研究被动调Q以实现高亮度激光器。(2)高性能Yb:YAG激光器的研制:采用M^2设计方法对Yb:YAG微片激光器进行了优化设计。采用400 μ mYb:YAG微片,获得了宽调谐(85nm)、高斜率效率(60%)、3W的激光输出。这表明Yb:YAG系统在50fs以下的短脉冲激光的发展是可能的。(3)非线性波长转换器件:准相位匹配方法将在波长转换领域开辟新的视野。为了改进新型QPM器件的极化方法,我们开发了原位极化系统,对QPM Mg:LiNbO_3进行了优化,并在OPO实验中获得了60W的平均中红外功率。(4)太赫兹波的产生:作为波长转换系统,我们用InAs体发射体实现了100 mW太赫兹波的产生。(5)新型激光材料:为了提高微片激光器的性能,我们开发了高Nd离子掺杂的YAG陶瓷,以克服吸收效率,同时保持良好的热机械性能。与传统的单晶系统相比,我们获得了两到三倍大的输出功率。一些期刊和报纸刊登了我们的陶瓷微芯片激光器的报道。

项目成果

期刊论文数量(84)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
T.Taira: "Highly Nd doped YAG ceramic microchip laser" OSA Topical meeting on Advanced Solid-State Lasers '99,Boston,Massachusetts,USA,February 1-3,1999. 220-222 (1999)
T.Taira:“高 Nd 掺杂 YAG 陶瓷微片激光器”OSA 高级固体激光器专题会议 99,美国马萨诸塞州波士顿,1999 年 2 月 1-3 日。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
J. Saikawa, T. Taira and et al.: "Performance of widely tunable Yb : YAG microchip lasers"OSA TOPS on Advanced Solid-State Lasers. (印刷中). (2000)
J. Saikawa、T. Taira 等人:“广泛可调 Yb : YAG 微芯片激光器的性能”OSA TOPS on Advanced Solid-State Lasers(高级固态激光器)(2000 年出版)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
S.Kurimura, T.Taira et al.: "Twin-controlled ctystal quartz for quasi-phase-matched wavelength conversion in ultraviolet region"Obutsu. 69(5). 548-552 (2000)
S.Kurimura、T.Taira 等人:“用于紫外区准相位匹配波长转换的双控制晶体石英”Obutsu。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
N. Sarukura et al.: "Bulk InAs mirror as a THz-radiation intracavity emitter in a femtosecond mode-locked Ti:sapphire laser"OSA TOPS on Advanced Solid-State Lasers. (印刷中). (2000)
N. Sarukura 等人:“在飞秒锁模钛蓝宝石激光器中作为太赫兹辐射腔内发射器的块状 InAs 镜”《先进固态激光器上的 OSA TOPS》(2000 年出版)。
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  • 影响因子:
    0
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  • 通讯作者:
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  • 通讯作者:
    遠藤理恵

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  • 资助金额:
    $ 7.49万
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    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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