高质量激光自倍频晶体和十瓦级自倍频绿光激光器研究

基本信息
批准号:51632004
项目类别:重点项目
资助金额:285.00
负责人:张怀金
学科分类:
依托单位:山东大学
批准年份:2016
结题年份:2021
起止时间:2017-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王继扬,宗楠,马长勤,张申金,孙尚倩,房倩楠,邵崇峰,马世会,王欣
关键词:
掺钕激光晶体激光器件掺镱激光晶体激光自倍频晶体热导率
结项摘要

Green lasers have many important applications in industry, military affairs and scientific research. The currently available green lasers have certain limitations, and green laser materials with excellent properties should be breakthrough. Self-frequency-doubling(SFD) crystals have both laser and nonlinear properties, and the SFD lasers have the merits of compact structure, good stability and convenient adjustment, the overall performance is excellent. In this project the laser materials and 10 Watt level green lasers are taken as a breakthrough point, the SFD crystal growth process (such as Re:GdCOB, Re:YCOB, Re=Nd, Yb) is optimized, and the crystal quality is improved and stabilized. The coupling and interactive relations of laser field, nonlinear polarized filed, crystal filed and thermal field are thorough researched, and the theoretical models of SFD lasers are build. Under the guide of the model, the design of SFD laser is overall optimized, and 10 Watt level SFD green lasers are obtained. The output SFD laser wavelengths are expanded, and new SFD laser wavelengths are achieved. Through this research, the SFD crystals and SFD laser properties are overall and systematic studied, the merits of SFD crystals and lasers are full excavated, the foundations of applications of mid-high power SFD lasers are established and the superiority position of SFD crystal research of China can be maintained.

绿光激光在工业、军事和科学研究等方面具有重要应用。目前可用的绿光激光均有一定局限性,性能优良绿光激光材料需要突破。激光自倍频晶体同时具有激光及非线性倍频特性,采用这类晶体制作的绿光激光器具有结构紧凑、稳定性好、调整方便等优点,综合性能优良。本项目以研究10瓦级自倍频绿光激光材料和器件为切入点,优化自倍频晶体(如Re:GdCOB,Re:YCOB等, Re=Nd, Yb)生长工艺,提高和稳定晶体质量;深入研究晶体的激光场、非线性极化场、晶体场和热场之间的耦合和交互关系,建立自倍频激光研究的理论模型;在模型指导下,全面优化激光器件设计,实现10瓦级自倍频绿光激光输出;拓展激光自倍频激光波长,实现新波段自倍频激光输出。通过本研究课题,全面、系统地研究激光自倍频晶体和激光性能,充分挖掘自倍频晶体及激光器的优点,为中高功率自倍频全固态激光器实用化奠定研究基础,保持我国自倍频激光晶体研究的优势。

项目摘要

激光自倍频晶体同时具有激光及非线性倍频特性,采用这类晶体制作的绿光激光器具有结构紧凑、稳定性好、调整方便等优点,综合性能优良, 具有重要研究意义。本项目优化了自倍频晶体(如Re:GdCOB,Re:YCOB等, Re=Nd, Yb)生长工艺,提高和稳定晶体质量, 用提拉法生长得到了直径为2英寸的晶体;系统测量了晶体的物理性质,深入研究晶体的激光场、非线性极化场、晶体场和热场之间的耦合和交互关系,全面优化激光器件设计,实现了国际最高的17.9瓦级自倍频绿光激光输出(545nm);拓展了激光自倍频激光波长,实现新波段自倍频激光输出,获得了5.2W的510nm的激光自倍频绿光输出及570nm的7.02W激光自倍频黄光输出。通过本研究课题,全面、系统地研究激光自倍频晶体和激光性能,充分挖掘了自倍频晶体及激光器的优点,深入研究了电子-声子耦合机理及对拓展激光波长的影响。在课题资助下,发表论文24篇,获得授权发明专利6项,其中一项发明专利获得转让。本课题为中高功率自倍频全固态激光器实用化奠定研究基础,保持了我国自倍频激光晶体和激光器研究方面的优势。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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