课题基金基金详情
基于Yb:YAG/Cr4+:YAG复合材料的高峰值功率被动调Q微片激光器研究
结题报告
批准号:
61275143
项目类别:
面上项目
资助金额:
76.0 万元
负责人:
董俊
依托单位:
学科分类:
F0506.激光
结题年份:
2016
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
贾富强、任滢滢、程辉辉、马剑、曹梦军、许国章、程莹、白胜闯
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
客服二维码
微信扫码咨询
中文摘要
激光二极管端面泵浦的被动调Q微片激光器具有结构紧凑、坚固耐用、高光束质量、高峰值功率等优点,在机械加工、激光点火、高效非线性频率转换产生新光源等领域有着非常广阔的应用前景。本项目拟通过开展Yb:YAG/Cr4+:YAG复合材料的理论设计、制备及性能研究,阐明Yb3+离子和Cr4+离子相互之间扩散特性对复合材料界面机械、光学及激光性能影响的关系,获得实现大能量、高峰值功率激光输出所需的Yb:YAG/Cr4+:YAG复合材料的掺杂浓度、晶片厚度等关键参数,利用热键合技术制备出性能优良、低散射、键合面平整完美的Yb:YAG/Cr4+:YAG复合材料。利用Yb:YAG及Cr4+:YAG晶片组合选模实现Yb:YAG/Cr4+:YAG复合材料被动调Q微片激光器的输出脉冲稳定化。为今后推动基于Yb:YAG/Cr4+:YAG复合材料的大能量、高峰值功率被动调Q微片激光器的发展提供理论依据和实验数据。
英文摘要
Laser-diode end-pumped passively Q-switched microchip lasers have potential applications in laser ignition for automobile, material processing, new light sources generated by efficient frequency conversion and so on owing to their compactness, robustness, high beam quality and high peak power achievable. Theoretical design, fabrication and performance of Yb:YAG/Cr4+:YAG composite materials are proposed in this project. Effects of diffusions of Yb3+ ions and Cr4+ ions between interface on the mechanical properties, optical and laser properties of Yb:YAG/Cr4+:YAG composite materials will be investigatead in detail. The key parameters of doping concentrations, thickness of Yb:YAG and Cr4+:YAG parts in Yb:YAG/Cr4+:YAG composite materials will be otained for constructing passively Q-switched microchip lasers with high energy and high peak power. Yb:YAG/Cr4+:YAG composite materials with high opitcal quality, low scattering, perfect interface will be fabricated with thermal bonding technology. Under 940 nm quasi-CW laser-diode pumping, choosing suitable pump light parameters, stable laser output will be obtained from Yb:YAG/Cr4+:YAG composite laser materials based on the mechanism of mode selection techique of combining Yb:YAG and Cr4+:YAG thin plates. The investigation will provide a solid foundation on theory and experimental data for developing high energy, high peak power passively Q-switched microchip lasers based on Yb:YAG/Cr4+:YAG composite materials.
激光二极管端面泵浦的被动调Q微片激光器具有结构紧凑、高光束质量、高峰值功率、高光学转换效率等优点,在机械加工、内燃机激光点火、高效非线性频率转换产生新光源等领域有着非常广阔的应用前景。资助项目系统研究了用于研制Yb:YAG/Cr4+:YAG复合激光晶体的Yb:YAG、Cr4+:YAG光谱性能。获得了制备Yb:YAG/Cr4+:YAG复合晶体的优化设计参数和材料设计理论。利用三明治方式,通过不同晶体组合研究了Cr,Yb:YAG双掺过渡层对Yb:YAG/Cr4+:YAG复合晶体被动调Q激光器激光性能的影响。利用Yb:YAG及Cr4+:YAG晶片组合选模实现Yb:YAG/Cr4+:YAG复合晶体被动调Q微片激光器的输出脉冲稳定化。阐明了纵模模式特性与输出激光脉冲序列之间的内在联系,提出了实现多纵模振荡Yb:YAG被动调Q微片激光器实现脉冲稳定化的物理机制。在连续激光二极管泵浦的Yb:YAG/Cr4+:YAG复合晶体被动调Q激光器中获得了平均输出功率1.75 W、光学转换效率高达36%的激光输出。在高亮度单管激光二极管泵浦的Yb:YAG/Cr4+:YAG复合晶体被动调Q微片激光器中获得了光学转换效率高达41%、平均输出功率1.5 W、脉冲宽度为665 ps的激光脉冲输出。系统地研究了准连续激光二极管泵浦光参数、复合晶体材料参数输出耦合镜透过率等对Yb:YAG/Cr4+:YAG复合晶体被动调Q激光器激光性能的影响,获得了优化的泵浦光参数以实现高光学转换效率和高峰值功率激光输出。在优化准连续激光二极管泵浦光参数的情况下,在初始透过率为70%的Yb:YAG/Cr4+:YAG复合晶体被动调Q激光器中获得了光学转换效率高达22%、单脉冲能量为1.6 mJ、脉冲宽度为1.46 ns、峰值功率为1.08 MW的被动调Q激光脉冲输出。在激光二极管泵浦的KTP腔内倍频Cr,Nd:YAG小型化绿光器获得了性能稳定、光学转换效率高达17%的瓦级绿光激光输出,为海底激光通信、激光显示等应用领域提供了新型光源。高光学转换效率、高峰值功率被动调Q激光器的研究成果为研制基于Yb:YAG/Cr4+:YAG复合材料的高光学转换效率、大能量、高峰值功率被动调Q微片激光器提供理论依据和实验数据,同时也为激光加工、激光点火、非线性光学转换产生新型激光光源以及激光诱导击穿光谱仪等小型化仪器的研制提供了可靠的激光源。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Highly efficient, versatile, self-Q-switched, high-repetition-rate microchip laser generating Ince-Gaussian modes for optical trapping
高效、多功能、自 Q 开关、高重复率微芯片激光器生成用于光捕获的 Ince-Gaussian 模式
DOI:--
发表时间:2016
期刊:Quantum Electronics
影响因子:0.9
作者:Dong, Jun;He, Yu;Zhou, Xiao;Bai, Shengchuang
通讯作者:Bai, Shengchuang
DOI:10.1364/ao.55.006516
发表时间:2016-08
期刊:Applied optics
影响因子:1.9
作者:Jie Xu;J. Dong
通讯作者:Jie Xu;J. Dong
A high repetition rate passively Q-switched microchip laser for controllable transverse laser modes
用于可控横向激光模式的高重复率被动调Q微芯片激光器
DOI:10.1088/2040-8978/18/5/055205
发表时间:2016-03
期刊:Journal of Optics
影响因子:2.1
作者:Dong Jun;Bai Sheng-Chuang;Liu Sheng-Hui;Ueda Ken-Ichi;Kaminskii Alex;er A.
通讯作者:er A.
Yb:YAG enhanced Cr,Yb:YAG self-Q-switched microchip laser under QCW laser-diode pumping
QCW激光二极管泵浦下的Yb:YAG增强Cr,Yb:YAG自调Q微芯片激光器
DOI:10.1016/j.optlastec.2014.11.020
发表时间:2015
期刊:Optics and Laser Technology
影响因子:5
作者:Guangyu Wang;Dimeng Chen;Ying Cheng;J. Dong
通讯作者:J. Dong
Pump beam waist-dependent pulse energy generation in Nd:YAG/Cr4+:YAG passively Q-switched microchip laser
Nd:YAG/Cr4:YAG 被动调Q微芯片激光器中泵浦束腰相关脉冲能量产生
DOI:10.1080/09500340.2016.1143052
发表时间:2016-02
期刊:Journal of Modern Optics
影响因子:1.3
作者:Li Chao-yu;Dong Jun
通讯作者:Dong Jun
基于复合材料的IG模式可控被动调Q微片激光器研究
  • 批准号:
    61475130
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    董俊
  • 依托单位:
国内基金
海外基金