RU2746445C2 - Усилитель высокой мощности на кристалле, легированном редкоземельными элементами, основанный на схеме закачки со сверхнизким квантовым дефектом, использующей одномодовые или низкомодовые волоконные лазеры - Google Patents

Усилитель высокой мощности на кристалле, легированном редкоземельными элементами, основанный на схеме закачки со сверхнизким квантовым дефектом, использующей одномодовые или низкомодовые волоконные лазеры Download PDF

Info

Publication number
RU2746445C2
RU2746445C2 RU2019116405A RU2019116405A RU2746445C2 RU 2746445 C2 RU2746445 C2 RU 2746445C2 RU 2019116405 A RU2019116405 A RU 2019116405A RU 2019116405 A RU2019116405 A RU 2019116405A RU 2746445 C2 RU2746445 C2 RU 2746445C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mode
ytterbium
pump
high power
laser system
Prior art date
Application number
RU2019116405A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2019116405A (ru
RU2019116405A3 (ru
Inventor
Алекс ДЕРГАЧЕВ
Игорь САМАРЦЕВ
Валентин ГАПОНЦЕВ
Original Assignee
Айпиджи Фотоникс Корпорэйшн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Айпиджи Фотоникс Корпорэйшн filed Critical Айпиджи Фотоникс Корпорэйшн
Publication of RU2019116405A publication Critical patent/RU2019116405A/ru
Publication of RU2019116405A3 publication Critical patent/RU2019116405A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2746445C2 publication Critical patent/RU2746445C2/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/16—Solid materials
    • H01S3/1601—Solid materials characterised by an active (lasing) ion
    • H01S3/1603—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth
    • H01S3/1618—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth ytterbium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/0602—Crystal lasers or glass lasers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/0602—Crystal lasers or glass lasers
    • H01S3/0606—Crystal lasers or glass lasers with polygonal cross-section, e.g. slab, prism
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067—Fibre lasers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/08004—Construction or shape of optical resonators or components thereof incorporating a dispersive element, e.g. a prism for wavelength selection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/08018—Mode suppression
    • H01S3/0804—Transverse or lateral modes
    • H01S3/08045—Single-mode emission
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/094038—End pumping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/094042—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a fibre laser
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/094065—Single-mode pumping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/094076—Pulsed or modulated pumping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/0941—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/16—Solid materials
    • H01S3/1685—Ceramics
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/23—Arrangements of two or more lasers not provided for in groups H01S3/02 - H01S3/22, e.g. tandem arrangements of separate active media
    • H01S3/2308—Amplifier arrangements, e.g. MOPA
    • H01S3/2316—Cascaded amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S2302/00—Amplification / lasing wavelength
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S2303/00—Pumping wavelength
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/16—Solid materials
    • H01S3/163—Solid materials characterised by a crystal matrix
    • H01S3/164—Solid materials characterised by a crystal matrix garnet
    • H01S3/1643—YAG

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к легированным редкоземельными элементами иттербиевым (Yb) объемным усилителям высокой мощности и высокой яркости. Лазерная система высокой средней и пиковой мощности с одной поперечной модой работает для выдачи сверхкоротких одномодовых импульсов в диапазоне фемсекундной, пикосекундной или наносекундной длительности на уровне пиковой мощности от кВт до МВт. Предлагаемая система использует структуру MOPA (задающий генератор-усилитель мощности), содержащую одномодовый волоконный источник накачки, выдающий импульсный сигнальный пучок на длине волны 1030 нм или около нее, и бустер на кристалле Yb. Бустер характеризуется торцевой закачкой посредством пучка закачки, выходящего из одномодового или низкомодового, работающего в непрерывном режиме волоконного лазера на длине волны накачки в диапазоне длин волн 1000-1020 нм, причем длины волн сигнала и накачки выбираются с таким расчетом, чтобы обеспечить сверхнизкий квантовый дефект менее 3 %. Технический результат – повышение яркости источника излучения для накачки лазерных усилителей на кристаллах с низким квантовым дефектом. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Область техники, к которой относится настоящее изобретение
[0001] Настоящее изобретение относится к легированным редкоземельными элементами иттербиевым (Yb) объемным усилителям высокой мощности и высокой яркости, работающим на длине волны 1030 нм или возле нее и имеющим торцевую закачку волоконным лазером с одной поперечной модой (одномодовым) или низкомодовым волоконным лазером, работающим в диапазоне длин волн 1000-1020 нм.
Предшествующий уровень техники настоящего изобретения
[0002] Высокоэффективные лазеры ультракоротких импульсов находят широкое применение во многих отраслях промышленности. Среди многочисленных типов твердотельных лазеров волоконные лазеры находят все большую популярность вследствие, среди прочего, высокой эффективности, неприхотливости и высокой средней мощности. К сожалению, при переходе на высокие уровни пиковой мощности волоконные лазеры, особенно одномодовые волоконные лазеры, становятся жертвой нежелательных нелинейных эффектов, ограничивающих достижимую пиковую мощность и пагубно влияющих на качество пучка, который в подавляющем числе случаев применения должен быть близким к дифракционно-ограниченному. Хотя в индустрии волоконных лазеров постоянно ведется работа по устранению этого недостатка, жизнеспособной альтернативой волоконным лазерам, работающим на одной поперечной моде, считаются решения на основе объемных лазеров.
[0003] Диодная накачка твердотельных лазеров может обеспечивать многие желательные свойства, такие как компактная компоновка и высокоэффективный режим работы лазера, поэтому она становится основным направлением в разработке твердотельных лазеров. Последние достижения в области диодных лазеров высокой мощности, работающих в диапазоне длин волн 940-980 нм, стимулировали возобновившийся интерес к разработке лазеров и усилителей с диодной накачкой на легированном ионами иттербия Yb3+ твердом теле. Благодаря своей простой электронной структуре, основанной на двух электронных компонентах - основное состояние 2 F7/2 и возбужденное состояние 2 F5/2, Yb3+ обладает преимущественными спектроскопическими свойствами, хорошо подходящими для схем диодной накачки в ближней инфракрасной области спектра. Во-первых, иттербий обычно имеет продолжительное время жизни при хранении, которое приблизительно в четыре раза продолжительнее времени жизни при хранении его конкурентов, легированных неодимом (Nd). Во-вторых, легированные ионами Yb3+ материалы демонстрируют широкие спектры поглощения, что устраняет необходимость точно контролировать температуру диодов накачки. В-третьих, простая двухкомпонентная электронная структура приводит к низкому квантовому дефекту, отсутствию поглощения в возбужденном состоянии и минимальным неизлучательным потерям, и все эти факторы приводят к уменьшенной тепловой нагрузке и меньшим связанным с теплом проблемам. Кроме того, отсутствие дополнительных 4f-уровней у Yb3+ исключает эффекты ап-конверсии (преобразования с повышением частоты), минимизирует концентрационное тушение, так что даже высоколегированные Yb кристаллы могут быть использованы без концентрационного тушения. Наибольшее внимание уделено кристаллам алюмоиттриевого граната, легированных иттербием (Yb:YAG), которые представляют собой хороший материала для лазеров, ввиду их высоких термических, физических и химических свойств и лазерных характеристик YAG. Высококачественные кристаллы Yb:YAG с высоким содержанием легирующей примеси можно выращивать, используя традиционный метод Чохральского (CZ).
[0004] Однако лазеры и усилители на кристаллах, включающие в себя легированные иттербием активные среды, имеют и хорошо известные недостатки. В частности, двумя фундаментальными недостатками для масштабирования мощности систем твердотельных лазеров высокой мощности с диодной накачкой является следующее:
1) низкая яркость лазерного излучения высокомощных диодных лазеров (ДЛ) и узлов; и
2) значительный квантовый дефект.
[0005] Примером одного из основных недостатков в части масштабирования мощности усилителей на кристаллах служит диодно-лазерная накачка. Как известно, диодные лазеры высокой мощности (несколько ватт) не генерирует яркое излучение. При этом источники накачки высокой яркости являются одной из ключевых технологий для повышения эффективности и мощности любой лазерной системы, но особенно важны для накачки легированных иттербием активных сред (например, Yb:YAG).
[0006] Следовательно, существует необходимость в источниках излучения высокой яркости для накачки лазерных усилителей на кристаллах с низким квантовым дефектом.
[0007] Величина опто-оптического КПД усилителя представляет собой произведение КПД накачки ηP и КПД вывода накопленной энергии ηex, причем ηP определяется как Eacc/EP, где EP представляет собой энергию накачки, а Eacc представляет собой часть накопленной энергии, которая доступна для вывода. Из-за квази-3-уровневого характера активной среды иттербия доступна не вся накопленная энергия. КПД накачки определяется суммой связанных с накачкой потерь или произведением КПД ηi, связанного с этими потерями. Есть несколько механизмов потерь, включая, среди прочих, квантовый дефект, который, как уже отмечалось, является критическим для повышенных высоких пиковых мощностей усилителей на кристаллах.
[0008] Квантовый дефект является следствием разности энергий между фотонами лазерной генерации (вывода) и фотонами накачки. Соответствующий КПД описывается как ηQD=λP/λL, где λP и λL являются длинами волн накачки и вывода (сигнала) соответственно. Одно преимущество легированных иттербием материалов заключается в их малом квантовом дефекте, минусом чего является их квази-3-уровневый характер. Для того чтобы максимально увеличить ηQD, разность между λP и λL должна быть минимизирована. Если рассмотреть в качестве примера лазерную активную среду Yb:YAG, длина волны вывода типично задается при пиковом коэффициенте усиления на длине волны 1030 нм (λL). Стандартный подход к выбору длины волны накачки заключается в том, что выбирают один из двух пиков самого сильного поглощения при длине волны 940 или 969 нм. Это позволяет минимизировать длины легированных иттербием лазерных кристаллов, используемых в генераторах или усилителях для уменьшения проблемы ограниченной яркости лазерных диодов накачки высокой мощности. Использование длины волны накачки λP 940 нм или 969 нм соответствует значению ηQD=91-94%. Таким образом, меньшие квантовые дефекты являются преимущественными для повышения оптического КПД усилителя, хотя при использовании квази-трехуровневых лазерных систем, подобных иттербию, меньший квантовый дефект ограничивает уровень достижимой инверсии. Этот недостаток можно устранить соответствующей конструкцией лазерного усилителя или генератора.
[0009] Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание источников накачки с (1) высокой яркостью - как можно более близкой к дифракционно-ограниченной, т.е. одномодовый лазер, и 2) длиной волны накачки, близкой к пику эмиссии активной среды лазера для минимизации квантового дефекта и повышения достижимого оптического КПД усилителя на кристалле.
Краткое раскрытие настоящего изобретения
[0010] Подход, раскрытый в настоящем документе, успешно решает поставленную задачу. Раскрытая твердотельная лазерная система содержит волоконный одномодовый лазер, действующий как задающий источник, выдающий импульсное сигнальное излучение по оптическому пути. Усилитель на кристалле принимает импульсное сигнальное излучение на требуемой длине волны вывода и выдает усиленное сигнальное излучение в виде сверхкоротких импульсов в диапазоне фемсекундной, пикосекундной или наносекундной длительности. Пиковая мощность усиленного сигнального излучения зависит от узла накачки, возбуждающего усилителя, и может достигать уровней от десятков до тысяч кВт.
[0011] В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения узел накачки содержит один или несколько волоконных лазерных источников, выдающих высокояркое дифракционно-ограниченное (одномодовое) световое излучение накачки в непрерывном режиме. Одним из показателей качества пучка является яркость B - мощность на единицу площади, деленная на телесный угол расходимости пучка в ваттах на квадратный сантиметр на стерадиан. Яркость определяют делением мощности P на произведение π2 и квадрата параметров пучка Q:
Figure 00000001
.
Таким образом, благодаря предлагаемой одномодовой оптоволоконной накачке, основной недостаток в части масштабирования мощности усилителей на кристаллах, легированных редкоземельными элементами, - источник накачки низкой яркости - существенно минимизирован.
[0012] Другая проблема, ограничивающая масштабирование мощности усилителей на кристаллах, относится к эффективности устройства накачки. Например, в лазерных системах, работающих на длине волны порядка 1 мкм, диапазон длин волны накачки 940-980 нм и сигнальная (вывода) длина волны 1030 нм являются спектрально достаточно далекими, чтобы придавать большой квантовый дефект, что в свою очередь фундаментально ограничивает эффективность подхода с диодной накачкой.
[0013] Устранить последний недостаток призван второй аспект настоящего изобретения. А именно, предлагаемое одномодовое устройство накачки с иттербиевым волоконным лазером выполнено с возможностью генерирования светового излучения накачки в диапазоне длин волн 1000-1010 нм, что обеспечивает сверхнизкий квантовый дефект менее 3% и, предпочтительно, в пределах приблизительно 2,0-2,5 %. Раскрытый квантовый дефект существенно меньше, чем типичный квантовый дефект 6-9 %, известный для Yb:YAG с накачкой лазерным диодом. Малая разница длин волн сигнального излучения и светового излучения накачки именуется схемой накачки со сверхнизким квантовым дефектом.
[0014] Преимущества накачки со сверхнизким квантовым дефектом обеспечивают исключительно низкую тепловую нагрузку в активных средах лазеров и способствуют более высоким КПД вывода накопленной энергии до 70-80 %, что является существенным для значительного масштабирования мощности усилителя на кристалле.
Краткое описание фигур
[0015] Вышеупомянутые конструктивные аспекты настоящего изобретения далее объясняются подробнее со ссылками на прилагаемые фигуры, где:
[0016] На фиг. 1 представлены поперечные сечения поглощения легированного иттербием YAG.
[0017] На фиг. 2 представлены поперечные сечения излучения стержня или плиты из легированного иттербием YAG.
[0018] На фиг. 3 представлена оптическая схема предлагаемой структуры с накачкой со сверхнизким квантовым дефектом.
[0019] На фиг. 4A-4B представлены графики соответственно характеристик выходной мощности и коэффициента усиления как функции поглощенной мощности накачки на длине волны 1010 нм.
[0020] На фиг. 5A-5B представлены графики соответственно характеристик выходной мощности и коэффициента усиления как функции поглощенной мощности накачки на длине волны 1006 нм.
[0021] На фиг. 6 представлена модификация структуры, показанной на фиг. 3.
[0022] На фиг. 7А представлен график выходной мощности предлагаемого объемного усилителя как функции концентрации легирующей примеси или длины кристалла.
[0023] На фиг. 7В представлена зависимость выходной мощности предлагаемых объемных усилителей иных размеров от общей мощности накачки.
Подробное раскрытие настоящего изобретения
[0024] На фиг. 1 и 2 представлены поперечные сечения поглощения и излучения легированных ионами иттербия активных сред. Как правило, длина волны накачки выбирается в диапазоне 940-980 нм, который можно получить от широкодоступных лазерных диодов высокой мощности. Длина волны вывода обычно задается при пиковом коэффициенте усиления на длине волны 1030 нм или возле него ± менее 5 нм. Напротив, в настоящем изобретении предлагается иной, не обычный подход к накачке в диапазоне длины волны 1 мкм с особым интересом к диапазону длин волн 1000-1020 нм и, преимущественно, 1006-1010 нм с использованием одномодового волоконного лазера (лазеров) высокой яркости.
[0025] На фиг. 3 показана приведенная в качестве примера лазерная система 10, иллюстрирующая настоящее изобретение и работающая как автономная усилительная система, такая как усилитель или бустер высокой мощности, или как часть более крупной, более сложной усилительной системы. Конструктивно исполненная с архитектурой MOPA (задающий генератор-усилитель мощности) или как автономный бустерный усилитель, лазерная система 10 генерирует сверхкороткие импульсы сигнального излучения на длине волны 1030 нм в диапазоне фемсекундной, пикосекундной или наносекундной длительности, что представляет особый интерес для многих промышленных применений. Требуемая длительность импульсов обеспечивается задающим источником 12, предназначенным для генерирования сигнального излучения на требуемой длине волны сигнального излучения и с требуемой частотой повторения импульсов. Задающий источник 12 предпочтительно представляет собой импульсный одномодовый волоконный лазер, работающий в чисто импульсном или пакетном режиме. Волоконный лазер/генератор может быть с синхронизацией мод. Конструктивное исполнение задающего источника 12 может также включать в себя, в дополнение к волоконному генератору, одну или несколько стадий предусиления. Использование диодного лазера высокой мощности без волоконного генератора возможно, но менее эффективно, поскольку яркость диодного лазера не может быть сравнимой с яркостью волоконного генератора. Ширина линии излучения зависит от длительности импульса, но предпочтительно варьирует в пределах 4-7 нм.
[0026] Поскольку выходное сигнальное излучение распространяется по пути светового излучения, оно наталкивается на оптику L1 14, фокусирующую сигнальное излучение внутри кристалла Yb:YAG 16, который может иметь различные геометрические формы и размеры, в том числе стержни и тонкие плиты. Последние могут представлять собой тело пластинчатой формы, имеющее малую ширину, например 2 мм, и относительно большую длину, достигающую, например, 6 см. Помимо кристалла Yb:YAG, массу преимуществ может давать использование керамики на основе оксида иттербия, такого как Yb2O3, особенно если используется вышеупомянутое пластинчатое конструктивное исполнение, из-за возможности очень высокой концентрации легирующей примеси (Yb).
[0027]Иттербиевый бустер работает для усиления одномодового сигнального излучения до уровней пиковой мощности кВт-МВт и энергии на импульс в пределах от нескольких сотен микроджоулей до нескольких миллиджоулей. Такая высокая пиковая выходная мощность с дифракционно-ограниченным пучком является результатом устройства (источника) 18 накачки, генерирующего пучок накачки, который входит в одну из противоположных граней иттербиевого бустера на кристалле при распространении либо в том же направлении, что и направление сигнального пучка, либо в противоположном направлении. Возможна также конфигурация накачки иттербиевого бустера на его противоположных концах. Каким бы ни было направление распространения, сигнальный пучок и пучок накачки распространяются коллинеарно, перекрывая друг друга в степени, варьирующей от 80% до (при некоторых условиях) 100%, причем перекрытие, превышающее 90%, безусловно, является преимущественным.
[0028]Устройство 18 накачки конструктивно исполнено с волоконным лазером в данном случае на легированном ионами иттербия рабочем теле и работает в непрерывном режиме для генерирования светового излучения накачки высокой яркости в диапазоне длин волн 1000-1020 нм. M2 светового излучения накачки варьирует от 1 до 10, причем диапазон 1-2 является предпочтительным. Соответственно, устройство 18 накачки может конструктивно исполняться как одномодовый или низкомодовый волоконный лазер, работающий в непрерывном режиме, генерирующий пучок светового излучения накачки высокой яркости, проходящий через фокусирующую оптику L2 и L3 20 прежде, чем он наталкивается на фильтр или дискриминатор F1 длин волн.
[0029] Фильтр F1 конструктивно исполнен как дихроическое зеркало, как показано на фиг. 3, или как объемная брэгговская решетка (VBG) 22, причем последняя является особенно практичной, если сигнальный пучок и пучок накачки распространяются на соответствующих длинах волн λs и λp, очень близких друг к другу. Независимо от конкретного конструктивного исполнения и направления распространения пучка, фильтр 22 прозрачен для сигнального излучения и отражает световое излучение накачки, так что сигнальный пучок и пучок накачки распространяются вышеописанным коллинеарным образом и иногда коаксиальным образом. В реальности сигнальный пучок и пучок накачки могут расходиться под очень малым углом - менее 1°, что не является пагубным для общих характеристик работы предлагаемой системы. Перекрывающие друг друга пучки одновременно наталкиваются на одну из граней усилителя, причем устройство 18 накачки и усилитель 16 представляют собой конструктивное исполнение с торцевой накачкой. Усилитель 16 может содержать несколько кристаллов или керамических элементов, образующих соответствующие усилительный каскады 16 и 26 или одиночный каскад 30, как показано на фиг. 6. Если используется многокаскадное усилительное устройство, устанавливается еще одна фокусирующая линза L4 24, предназначенная для фокусировки пучков после усилительного каскада 26 на кристаллах.
[0030]На фиг. 4A-4B представлены соответственно выходная мощность и коэффициент усиления усилителя на кристалле как функции мощности накачки на длине волны 1010 нм. Эти графики получены при более низкой частоте повторения импульсов (ЧПИ) 0,1 МГц (голубые точки) и более высокой ЧПИ 1 МГц (красные точки). Можно видеть, что средняя мощность задающего источника влияет на достижимые коэффициент усиления и выходную мощность от усилителя на кристалле. На фиг. 5А-5В представлены те же тенденции при накачке на длине волны 1006 нм.
[0031] На фиг. 5A, 5B представлены усиленные спектры на выходе предлагаемой системы на длине волны соответственно 1010 и 1006 нм светового излучения накачки при частоте повторения импульсов 1 МГц. Как можно видеть, голубая кривая соответствует максимальной мощности накачки, равной 183,5 Вт для длины волны накачки 1010 нм и 93,5 Вт для длины волны накачки 1006 нм в одной из многих экспериментальных установок.
[0032] На фиг. 6 представлена модификация системы 10. В данном случае вместо двух усилительных каскадов, каждый из которых имеет пару кристаллов, используется один усилительный каскад 30 с одним кристаллом. Обычно длина кристалла и концентрация легирующей примеси могут выбираться в соответствующих широких диапазонах. В целях оптимизации увеличение длины кристалла требует снижения концентрации легирующей примеси и vice versa. Как правило, диапазон концентрации может включать любое разумное число в процентах, обычно ограниченное примерно 20%, а длина кристалла может быть даже порядка десятков сантиметров, хотя наилучшие результаты получены до настоящего времени при длине кристалла менее 1 сантиметра. Остальные показанные компоненты остаются идентичными компонентам, показанным на фиг. 3. Подобно варианту осуществления на фиг. 3, пучки сигнального излучения и светового излучения накачки соответственно на длинах волн 1030 и 1010 нм распространяются коаксиально по пути светового излучения после фильтра 22, который может представлять собой либо дихроическое зеркало, либо объемную брэгговскую решетку.
[0033] Результаты проведенных в большом объеме экспериментов с использованием обеих схем (показанных на фиг. 3 и 6) показывают, что усиленное сигнальное излучение является более мощным на длине волны накачки 1006 нм, чем на длине волны накачки 1010 нм, что вполне понятно, поскольку на более коротких длинах волн накачки инверсия выше, при условии, как в данном случае, что все остальные условия одинаковы. Эти условия включают в себя мощность задающего источника, поглощенную мощность накачки и размеры пучка задающего источника/накачки. Измеренный коэффициент поглощения в кристалле Yb:YAG 16 на фиг. 3 примерно в 1,5 раза выше на длине волны накачки 1006 нм, чем на длине волны накачки 1010 нм. Важно отметить, что для обеих длин волны накачки - 1006 и 1010 нм - неблагоприятный линзовый эффект минимален, что легко объясняется малым квантовым дефектом на обеих описанных длинах волны накачки. Размер пучка остается по существу неизменным - изменение менее 3% - в диапазоне мощности задающего источника 2-7 Вт и/или диапазоне мощности накачки 93-180 Вт. Как можно легко понять, мощность накачки может быть неограниченной и достигать уровней кВт. Импульсная энергия является функцией мощности накачки и также варьирует в широком диапазоне энергии от нескольких сотен микроджоулей до нескольких миллиджоулей. Напротив, эффект тепловой линзы несомненно проявляется на длине волны накачки 969 нм в схеме на фиг. 6. Как при низкой, так и при высокой частоте повторения импульсов размер пучка при повышении мощности накачки с 0 до 97,5 Вт изменяется примерно на 21%.
[0034] На основании полученных данных становится ясно, как улучшить характеристики предлагаемой системы 10, показанной на фиг. 3 и 6, включая выходную мощность. Одна эффективная модификация предполагает увеличение длины кристалла. Еще одна модификация, ведущая к улучшенным результатам, предполагает повышенную концентрацию легирующей примеси. Обе вышеупомянутые тенденции проиллюстрированы на фиг. 7А. На фиг. 7В показано, что выходная мощность системы растет с увеличением общей мощности накачки на выходе накачки волоконным лазером. Красная кривая соответствует длине кристалла, большей длины кристалла, которой соответствует голубая кривая.
[0035] Кроме того, повышение мощности и яркости одномодовой или низкомодовой оптоволоконной накачки обеспечивает относительно малое поперечное сечение (площадь) области усиления в кристалле усилителя, т.е. работу при плотности мощности намного выше I sat . Для гауссовых пучков на длине волны 1 мкм и диаметром ≥ 0,2 мм расхождение не имеет большого значения, если длина кристалла варьирует от 20 до 80 мм. Ясно, что накачка дифракционно-ограниченными пучками высокой яркости и высокой мощности является критически важной для более высокой эффективности иттербиевых усилителей.
[0036] Понятно, что активная среда-хозяин для ионов иттербия не ограничивается YAG и может включать в себя самые разные кристаллы. Неограничивающий перечень кристаллов-хозяев может включать в себя гранаты (LuAG, GGG и т. п.), вольфраматы (например, KGW, KYW, KLuW), ванадаты (YVO4, YGdO4), фториды (YLF, LuLiF, CaF2 и т.п.), бораты (BOYS, GdCOB), апатиты (SYS), сесквиоксиды (Y2O3, Sc2O3) и др. Кроме того, для резонансной накачки, характеризующейся одномодовой оптоволоконной накачкой высокой мощности и низким квантовым дефектом, могут использоваться ионы других редкоземельных элементов и соответствующие кристаллы.
[0037] Вышеприведенные описание и примеры служат чисто для иллюстрации основной идеи настоящего изобретения, которая состоит в использовании одномодовых лазеров с накачкой высокой мощности, высокой яркости, работающих в непрерывном режиме, генерирующих пучок накачки, распространяющийся коаксиально с пучком сигнального излучения, для возбуждения объемных усилителей. Конструктивные особенности, описанные в настоящем документе, не следует рассматривать в качестве ограничивающих. Соответственно, настоящее изобретение должно интерпретироваться широко с включением всех изменений в пределах объема раскрытой концепции.

Claims (23)

1. Одномодовая лазерная система высокой мощности, содержащая:
структуру MOPA (задающий генератор-усилитель мощности), содержащую:
одномодовый задающий источник, выдающий импульсный сигнальный пучок на длине волны λs 1030 нм или около нее,
иттербиевый (Yb) бустер на легированном кристалле или кристаллической керамике, принимающий сигнальный пучок; и
одномодовый или низкомодовый, работающий в непрерывном режиме волоконный лазер, выдающий световой пучок накачки высокой яркости на длине волны λp в диапазоне длин волн 1000-1020 нм для торцевой накачки иттербиевого бустера, причем сигнальный пучок и пучок накачки распространяются по существу коаксиально или коллинеарно, перекрывая друг друга в степени 80-100%, и длины волн λs и λp выбраны с таким расчетом, чтобы обеспечить сверхнизкий квантовый дефект.
2. Одномодовая лазерная система высокой мощности по п. 1, в которой сверхнизкий квантовый дефект составляет менее 3 %.
3. Одномодовая лазерная система высокой мощности по п. 1 или 2, в которой иттербиевый бустер содержит кристалл Yb:YAG (легированный иттербием алюмоиттриевый гранат) или керамику Yb2O3 и по форме выполнен как пластина или стержень.
4. Одномодовая лазерная система высокой мощности по п. 1 или 2, в которой длина λp светового излучения накачки варьирует в диапазоне длин волн 1006-1010 нм, причем предпочтительной является длина волны 1010 нм, и сверхнизкий квантовый дефект находится в пределах 2-2,5 %.
5. Одномодовая лазерная система высокой мощности по п. 1, в которой одномодовый или низкомодовый, работающий в непрерывном режиме волоконный лазер выполнен с возможностью выдачи нескольких кВт светового излучения накачки.
6. Одномодовая лазерная система высокой мощности по п. 1, в которой одномодовый источник накачки конструктивно исполнен как один или несколько лазерных диодов или как одномодовый волоконный лазер, работающий для выдачи последовательности сверхкоротких импульсов сигнального излучения в диапазоне фемсекундной, пикосекундной или наносекундной длительности импульсов.
7. Одномодовая лазерная система высокой мощности по п. 1, дополнительно содержащая первый и второй дискриминаторы длин волн, расположенные с боков объемного усилителя, причем каждый из первого и второго дискриминаторов длин волн представляет собой дихроическое зеркало или объемную брэгговскую решетку (VBG).
8. Одномодовая лазерная система высокой мощности по п. 1, в которой сигнальный пучок на выходе иттербиевого бустера на кристалле характеризуется:
средней импульсной мощностью, варьирующей от нескольких сотен ватт до нескольких кВт, и
энергией на импульс в диапазоне от нескольких сотен микроджоулей до нескольких миллиджоулей.
9. Одномодовая лазерная система высокой мощности по п. 1, в которой задающий источник представляет собой волоконный лазер с синхронизацией мод.
10. Одномодовая лазерная система высокой мощности по п. 9, дополнительно содержащая по меньшей мере одну стадию предусиления.
11. Одномодовая лазерная система высокой мощности по п. 1, в которой задающий источник работает в чисто импульсном или пакетном режиме.
12. Одномодовая лазерная система высокой мощности по п. 1, в которой работающий в непрерывном режиме волоконный лазер высокой яркости выдает пучок накачки таким образом, что пучок накачки входит в один или оба из противоположных концов иттербиевого бустера.
13. Бустер, содержащий:
иттербиевый (Yb) объемный усилитель, принимающий одномодовый сигнальный пучок на длине волны λs 1030 нм или около нее; и
одномодовый или низкомодовый, работающий в непрерывном режиме волоконный лазер, выдающий световой пучок накачки высокой яркости, входящий в одну или обе из противоположных граней иттербиевого объемного усилителя на длине волны λp в диапазоне длин волн 1000-1020 нм, при этом сигнальный пучок и пучок накачки распространяются, перекрывая друг друга более чем на 80 %, и длины волн λs и λp выбраны с таким расчетом, чтобы обеспечить сверхнизкий квантовый дефект менее 3 %.
14. Бустер по п. 13, в котором объемный усилитель конструктивно исполнен как плита или стержень, и сверхнизкий квантовый дефект находится в пределах 2-2,5 %.
15. Бустер по п. 13, в котором иттербиевый объемный усилитель содержит кристалл Yb:YAG или керамику Yb2O3.
RU2019116405A 2016-12-01 2017-12-01 Усилитель высокой мощности на кристалле, легированном редкоземельными элементами, основанный на схеме закачки со сверхнизким квантовым дефектом, использующей одномодовые или низкомодовые волоконные лазеры RU2746445C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662428628P 2016-12-01 2016-12-01
US62/428,628 2016-12-01
PCT/US2017/064297 WO2018102738A1 (en) 2016-12-01 2017-12-01 High-power, rare-earth-doped crystal amplifier based on ultra-low-quantum-defect pumping scheme utilizing single or low-mode fiber lasers

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2019116405A RU2019116405A (ru) 2021-01-11
RU2019116405A3 RU2019116405A3 (ru) 2021-02-19
RU2746445C2 true RU2746445C2 (ru) 2021-04-14

Family

ID=62241999

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019116405A RU2746445C2 (ru) 2016-12-01 2017-12-01 Усилитель высокой мощности на кристалле, легированном редкоземельными элементами, основанный на схеме закачки со сверхнизким квантовым дефектом, использующей одномодовые или низкомодовые волоконные лазеры

Country Status (9)

Country Link
US (1) US11316319B2 (ru)
EP (1) EP3549209A4 (ru)
JP (1) JP7107935B2 (ru)
KR (1) KR102423558B1 (ru)
CN (1) CN110036542B (ru)
BR (1) BR112019011136B1 (ru)
CA (1) CA3045019A1 (ru)
RU (1) RU2746445C2 (ru)
WO (1) WO2018102738A1 (ru)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109586151B (zh) * 2019-01-18 2024-03-01 东莞理工学院 一种高功率大能量飞秒激光器
US20200325300A1 (en) * 2019-04-12 2020-10-15 The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Fabrication of polymer nanocomposites for use as fiber laser claddings
CN117394123A (zh) * 2023-12-12 2024-01-12 华南师范大学 掺镱光纤激光器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2142184C1 (ru) * 1993-10-13 1999-11-27 Италтел С.п.А. Оптический волоконный усилитель высокой мощности с накачкой многомодовым лазерным источником
WO2012030892A2 (en) * 2010-09-02 2012-03-08 Textron Systems Corporation High power fiber laser system
US20140055844A1 (en) * 2011-02-16 2014-02-27 Universite Bordeaux 1 Optical pumping device
US20150138630A1 (en) * 2013-11-21 2015-05-21 Lockheed Martin Corporation Fiber amplifier system for suppression of modal instabilities and method

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7391796B1 (en) * 2005-01-21 2008-06-24 Raytheon Company Ultra-low heat laser
US7593440B2 (en) * 2005-03-29 2009-09-22 Coherent, Inc. MOPA laser apparatus with two master oscillators for generating ultraviolet radiation
EP1734622A1 (en) * 2005-06-13 2006-12-20 Keopsys Methods of reduction of amplified spontaneous emission (ASE) in pulsed Master Oscillator Pulsed Amplifier (MOPA) fiber laser systems
US8498046B2 (en) * 2008-12-04 2013-07-30 Imra America, Inc. Highly rare-earth-doped optical fibers for fiber lasers and amplifiers
US20110150013A1 (en) * 2009-12-17 2011-06-23 Coherent, Inc. Resonant pumping of thin-disk laser with an optically pumped external-cavity surface-emitting semiconductor laser
CN101969172A (zh) * 2010-08-24 2011-02-09 浙江大学 基于增益调制技术脉冲激光种子的掺Yb光纤激光器
US8774236B2 (en) * 2011-08-17 2014-07-08 Veralas, Inc. Ultraviolet fiber laser system
US8817827B2 (en) * 2011-08-17 2014-08-26 Veralas, Inc. Ultraviolet fiber laser system
CN103765705B (zh) * 2011-08-18 2017-03-29 Ipg光子公司 在约974nm‑1030nm波长范围内具有高亮度低噪声输出的高功率光纤泵浦源
US8848751B2 (en) * 2013-02-27 2014-09-30 Coherent Gmbh Short-pulsed compact MOPA
US9160136B1 (en) * 2014-05-30 2015-10-13 Lee Laser, Inc. External diffusion amplifier
WO2016044422A1 (en) * 2014-09-16 2016-03-24 Ipg Photonics Corporation Rgb laser source for luminaire projector system
US9941654B2 (en) * 2015-09-01 2018-04-10 Coherent, Inc. Fiber-laser pumped crystal-laser
CN105720467B (zh) * 2016-05-06 2018-06-15 重庆邮电大学 一种2微米波段全保偏混合锁模超短脉冲光纤激光器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2142184C1 (ru) * 1993-10-13 1999-11-27 Италтел С.п.А. Оптический волоконный усилитель высокой мощности с накачкой многомодовым лазерным источником
WO2012030892A2 (en) * 2010-09-02 2012-03-08 Textron Systems Corporation High power fiber laser system
US20140055844A1 (en) * 2011-02-16 2014-02-27 Universite Bordeaux 1 Optical pumping device
US20150138630A1 (en) * 2013-11-21 2015-05-21 Lockheed Martin Corporation Fiber amplifier system for suppression of modal instabilities and method

Also Published As

Publication number Publication date
US20190326723A1 (en) 2019-10-24
WO2018102738A1 (en) 2018-06-07
CN110036542A (zh) 2019-07-19
US11316319B2 (en) 2022-04-26
CA3045019A1 (en) 2018-06-07
BR112019011136A2 (pt) 2019-10-01
KR102423558B1 (ko) 2022-07-20
EP3549209A1 (en) 2019-10-09
KR20190087559A (ko) 2019-07-24
RU2019116405A (ru) 2021-01-11
RU2019116405A3 (ru) 2021-02-19
CN110036542B (zh) 2021-09-28
BR112019011136B1 (pt) 2023-11-14
JP7107935B2 (ja) 2022-07-27
EP3549209A4 (en) 2020-08-05
JP2020501366A (ja) 2020-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Fan Optimizing the efficiency and stored energy in quasi-three-level lasers
US7203209B2 (en) System and method for a passively Q-switched, resonantly pumped, erbium-doped crystalline laser
Brede et al. Green up‐conversion laser emission in Er‐doped crystals at room temperature
JP2011193029A (ja) 内部赤外誘導損傷への耐性を有するレーザ
JP4422720B2 (ja) アイセーフの固体レーザシステム
RU2746445C2 (ru) Усилитель высокой мощности на кристалле, легированном редкоземельными элементами, основанный на схеме закачки со сверхнизким квантовым дефектом, использующей одномодовые или низкомодовые волоконные лазеры
JP5502065B2 (ja) 高効率利得媒質を有するレーザ
US7046710B2 (en) Gain boost with synchronized multiple wavelength pumping in a solid-state laser
JPS594092A (ja) クロムをド−プしたイツトリウムガリウムガ−ネツトレ−ザ
US20090034058A1 (en) Reduced threshold laser device
Świderski et al. Pulsed ytterbium-doped large mode area double-clad fiber amplifier in MOFPA configuration
Koechner et al. Laser amplifier
US20160301186A1 (en) Quasi-continuous burst-mode laser
Gorbachenya et al. Er: KY (WO4) 2 and Er: LiYF4 crystals for eye-safe in-band pumped lasers
Siebold et al. Diode-pumped ytterbium-based chirped-pulse amplifier
Eichler et al. Solid-State Lasers
Du et al. A dozen watt output power of actively Q-switched self-frequency-doubled
Bednarkiewicz et al. Comparison of CW and Q-switched laser action in Yb-doped KYW and KGdW crystals
Krishnan et al. Optimization of diode end-pumped Nd∶ YVO 4 laser
Tsang et al. Record performance from a passively Q-switched Yb: Er: YVO4 laser
Rivier et al. Diffusion Bonding of Monoclinic Yb: KY (WO4) 2/KY (WO4) 2 and its Continuous-Wave Laser Operation
Georgiou et al. 1.65 μm Er: Yb: YAG diode-pumped Q-switched laser