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熔融法制备Nd:YLF原料及其晶体生长和性能研究
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作者 赵凯旋 刘文鹏 +6 位作者 丁守军 窦仁勤 罗建乔 高进云 孙贵花 任浩 张庆礼 《无机材料学报》 北大核心 2025年第5期529-535,共7页
Nd^(3+)离子掺杂LiYF_(4)(Nd:YLF)晶体是一种性能优异的激光晶体,在科研、工业、医疗领域具有广泛应用。目前,采用二元氟化物混合作为晶体生长原料存在形成氟氧化物的问题,利用HF气体氟化制备原料又相对复杂,因此制备高纯度氟化物原料... Nd^(3+)离子掺杂LiYF_(4)(Nd:YLF)晶体是一种性能优异的激光晶体,在科研、工业、医疗领域具有广泛应用。目前,采用二元氟化物混合作为晶体生长原料存在形成氟氧化物的问题,利用HF气体氟化制备原料又相对复杂,因此制备高纯度氟化物原料是实现高质量氟化物晶体生长的重要因素之一。另外,晶体生长气氛中通常含有CF_(4)或HF,其对生长系统有较强腐蚀性,提高了晶体生长成本。本研究设计了一种近密闭式熔料装置,并结合在高于晶体熔点温度下的熔料工艺和漂浮物打捞工艺,以获得高纯度YLF晶相多晶生长原料。在高纯Ar气氛中进行Nd:YLF晶体生长,获得了完整晶体。测试了多晶原料、制得晶体的X射线衍射(XRD)谱图,并采用Rietveld方法进行精修,获得了晶体的晶格参数、原子坐标、原子占有率和温度因子等参数。晶体的(100)晶面的X射线摇摆曲线(XRC)半高宽(FWHM)为0.007°。通过测量晶体中的各元素含量,得到Nd^(3+)在YLF中的分凝系数为0.3。晶体a、c晶向的最强吸收峰在797.4和792.3 nm,吸收截面分别为3.37×10^(–20)和5.49×10^(–20) cm^(2)。最强发射峰位于1047 nm,发射截面为1.598×10^(–19) cm^(2),荧光寿命为483μs。本研究采用熔融法制备的Nd:YLF多晶生长原料相纯度高,结合提拉法晶体生长过程中抽真空和升温工艺,能够大幅减少晶体生长过程中氟氧化物的形成,实现在Ar气氛下生长晶体。 展开更多
关键词 ND:ylf 激光晶体 晶体结构 光谱分析
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3.9 μm双波长协同泵浦Ho:YLF脉冲激光器的理论研究
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作者 顾炳旭 张珑译 +4 位作者 申昶昶 刘志军 石飞过 黄龙舞 张新陆 《应用物理》 2025年第6期611-619,共9页
单波长888 nm激光直接泵浦Ho掺杂氟化物晶体产生的3.9 μm激光存在自终止现象,为消除该自终止效应,本文提出了888 nm和2.1 μm双波长协同泵浦的技术方案,以实现3.9 μm脉冲激光的高效输出。以Ho:YLF晶体为增益介质,建立了888 nm和2.1 μ... 单波长888 nm激光直接泵浦Ho掺杂氟化物晶体产生的3.9 μm激光存在自终止现象,为消除该自终止效应,本文提出了888 nm和2.1 μm双波长协同泵浦的技术方案,以实现3.9 μm脉冲激光的高效输出。以Ho:YLF晶体为增益介质,建立了888 nm和2.1 μm双波长协同泵浦3.9 μm激光器速率方程理论模型,数值模拟了各能级粒子数密度和腔内光子数密度随时间的变化;优化了输出镜透过率、晶体长度、掺杂浓度等参数;并分析了888 nm连续泵浦光功率、2.1 μm脉冲泵浦光参数以及泵浦光斑半径对3.9 μm脉冲激光器输出性能的影响。本论文的研究结果为实现3.9 μm脉冲激光的高效输出提供了理论指导。 展开更多
关键词 3.9 μm波段 Ho:ylf 双波长协同泵浦 数值模拟
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275 nm ultraviolet laser with 351 mW continuous-wave output in a Pr:YLF laser pumped by a blue laser diode at 444.2 nm
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作者 ZHENG Quan XIAO Hui-dong +6 位作者 CHEN Xi WANG Yan WANG Yu-ning LIU Hui-zhen TIAN Dong-he WANG Jin-yan YAO Yi 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第2期376-381,共6页
This paper describes what is thought to be the first generation of a continuous wave deep ultraviolet laser at 275 nm by efficient frequency doubling of a blue-diode-pumped Pr:YLF laser at 550 nm.By employing a novel ... This paper describes what is thought to be the first generation of a continuous wave deep ultraviolet laser at 275 nm by efficient frequency doubling of a blue-diode-pumped Pr:YLF laser at 550 nm.By employing a novel fast-axis collimated blue semiconductor laser as the pump source,combined with a folded cavity and innovation coating technology,and utilizing a Brewster-cut BBO crystal for intracavity frequency doubling,TEM00 mode deep UV laser radiation at 275 nm with an output power of 351 mW is obtained.This marks the first report of achieving 275 nm laser generation based on Pr:LiYF4 to date. 展开更多
关键词 CW ultraviolet laser 275 nm laser Pr:ylf frequency doubling
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腔内倍频454 nm脉冲蓝光Nd∶YLF激光器
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作者 张一诺 马剑 +1 位作者 张俊旋 朱小磊 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期117-125,共9页
面向海洋激光应用,针对LD端面抽运的紧凑型准三能级Nd∶YLF晶体激光器实现454 nm蓝光激光脉冲输出特性开展了实验研究。设计了两种方案,电光调Q法和增益调制法,获得454 nm蓝光脉冲激光输出。在增益调制方法中,当重复频率为100 Hz时,Nd∶... 面向海洋激光应用,针对LD端面抽运的紧凑型准三能级Nd∶YLF晶体激光器实现454 nm蓝光激光脉冲输出特性开展了实验研究。设计了两种方案,电光调Q法和增益调制法,获得454 nm蓝光脉冲激光输出。在增益调制方法中,当重复频率为100 Hz时,Nd∶YLF晶体激光器腔内倍频获得了最大功率为3.16 mW的454 nm蓝光脉冲激光输出,脉冲宽度约为418 ns。而在电光调Q方法中,100 Hz的重复频率下,腔内倍频454 nm蓝光脉冲输出平均功率最大为23.62 mW,脉冲宽度约为66 ns,倍频效率约为3.7%。该研究为获得高重复频率、百纳秒脉宽的紧凑型蓝光454 nm波长脉冲激光提供参考。 展开更多
关键词 Nd∶ylf激光器 蓝光激光 腔内倍频 增益调制 电光调Q
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全固态连续TEM_(00)模Pr^(3+):YLF绿光激光器
5
作者 陈瑾 李凤琴 《量子光学学报》 北大核心 2024年第3期99-106,共8页
全固态连续单模绿光激光器具有转化效率高、结构紧凑稳定、空间光束质量好、寿命长等优点,在量子光学、原子物理、激光医疗、激光显示等领域具有广阔的应用前景。本文设计了全固态连续单模Pr^(3+):YLF绿光激光器,采用高功率蓝光半导体... 全固态连续单模绿光激光器具有转化效率高、结构紧凑稳定、空间光束质量好、寿命长等优点,在量子光学、原子物理、激光医疗、激光显示等领域具有广阔的应用前景。本文设计了全固态连续单模Pr^(3+):YLF绿光激光器,采用高功率蓝光半导体激光器泵浦掺杂离子数分数为0.5%的Pr^(3+):YLF激光晶体,设计了腔内损耗较小的两镜驻波谐振腔结构,当蓝光泵浦功率为15W时,获得了最高输出功率为650mW的522nmTEM_(00)模稳定绿光激光的输出,光-光转化效率为4.3%,4.5h内长期功率稳定性优于±1.5%,光束质量因子M优于1.18。 展开更多
关键词 全固态连续单模激光器 Pr^(3+):ylf晶体 522nm绿光
原文传递
超低温条件下的Ho3+:YLF光学制冷性能研究
6
作者 高晓明 《应用物理》 2024年第6期397-402,共6页
在Ho3+:YLF晶体的光学制冷中,能量传递上转换过程与温度具有很强相关性。所以,为进一步研究Ho3+:YLF晶体的在超低温下的光学制冷性能,首次探讨了温度对Ho3+:YLF晶体制冷的影响。基于能量传递上转换理论及其能级结构,给出了Ho3+离子光学... 在Ho3+:YLF晶体的光学制冷中,能量传递上转换过程与温度具有很强相关性。所以,为进一步研究Ho3+:YLF晶体的在超低温下的光学制冷性能,首次探讨了温度对Ho3+:YLF晶体制冷的影响。基于能量传递上转换理论及其能级结构,给出了Ho3+离子光学制冷的理论模型,并数值模拟了等效外量子效率随温度的变化规律。为探究环境温度对Ho3+:YLF晶体光学制冷性能的影响,数值模拟了系统制冷效率和制冷功率密度随温度和掺杂浓度的变化规律。在超低温情况下,可以通过适量增加掺杂离子浓度来提高系统的制冷效率,在接近室温时,浓度的增加会给系统制冷带来负面影响,大幅降低可实现制冷的最大温度。 展开更多
关键词 光学制冷 Ho3+:ylf晶体 能量传递
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Ho3+:YLF晶体光学制冷的温度场
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作者 汪晔 《应用物理》 2024年第6期382-389,共8页
固体激光制冷,也称为光学制冷,是一种利用激光光子与物质相互作用来降低固体温度的技术。本文采用理论推导与数值模拟相结合的方法,研究了基于柱状Ho3+:YLF晶体的光学制冷温度分布特性,根据热传导方程和泵浦激光的光束分布,建立Ho3+:YL... 固体激光制冷,也称为光学制冷,是一种利用激光光子与物质相互作用来降低固体温度的技术。本文采用理论推导与数值模拟相结合的方法,研究了基于柱状Ho3+:YLF晶体的光学制冷温度分布特性,根据热传导方程和泵浦激光的光束分布,建立Ho3+:YLF晶体光学制冷温度分布的理论模型。为了优化Ho3+:YLF晶体光学制冷系统的性能,探究了系统的温度分布随样品尺寸、掺杂浓度、光束质量和束腰半径的变化规律。分别数值模拟了Ho3+离子浓度均匀分布和高斯型分布的条件下,系统的温度分布随各物理参量的变化关系。分析了浓度不均匀度(即浓度方差)对温度分布的影响,并计算得出不同浓度掺杂情况下的制冷临界浓度方差。 展开更多
关键词 光学制冷 温度分布 Ho3+:ylf
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Tm:YAP谐振泵浦Ho:YLF被动调Q激光器
8
作者 段小臻 张新陆 +2 位作者 申昶昶 张珑译 顾炳旭 《光电子》 2024年第2期44-54,共11页
本文报道了谐振泵浦连续波和被动调Q脉冲Ho:YLF激光器。首先,实现了输出波长为1940 nm的Tm:YAP连续波激光器,将其作为泵浦源对Ho:YLF激光器进行谐振泵浦。其次,以Ho:YLF晶体作为激光增益介质,实现了输出波长为2065.26 nm的Ho:YLF连续波... 本文报道了谐振泵浦连续波和被动调Q脉冲Ho:YLF激光器。首先,实现了输出波长为1940 nm的Tm:YAP连续波激光器,将其作为泵浦源对Ho:YLF激光器进行谐振泵浦。其次,以Ho:YLF晶体作为激光增益介质,实现了输出波长为2065.26 nm的Ho:YLF连续波激光器,在吸收泵浦功率为6.02 W时,获得最大输出功率为3.68 W,相应的斜率效率和光光转换效率分别为75.83%和61.10%,最后以Cr2+:ZnS晶体作为可饱和吸收体,实现了输出波长为2053 nm的Ho:YLF被动调Q脉冲激光器,在吸收泵浦功率为5.26 W时,获得最大平均输出功率1.76 W,相应的斜率效率和光光转换效率分别为43.50%和33.52%。此时脉冲宽度为46.55 ns,脉冲重频为2.56 kHz,单脉冲能量为686.7 μJ,峰值功率为14.75 kW。 展开更多
关键词 2 μm固体激光器 Ho:ylf Cr2+:ZnS 被动调Q
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大功率环形LD侧面泵浦Nd^(3+):YLF激光器的特性 被引量:11
9
作者 罗亦鸣 李明中 +5 位作者 秦兴武 陈良明 隋展 赵润昌 丁磊 梁樾 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期331-333,共3页
研究了一种采用新型泵浦耦合方式的固体激光器。大功率环形 L D阵列紧密环绕棒状 Nd3+ :YL F增益介质进行直接泵浦 ,泵浦光的利用率和泵浦均匀性有较大提高 ,10 5 4 nm波长处的自由振荡脉冲能量输出最大达 1.0 1J,激光器的效率有显著提高。
关键词 Nd^3+:ylf激光器 环形LD 直接泵浦 效率 均匀性 自由振荡 激光二极管 固体激光器 泵浦源
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LD端面泵浦Cr^(4+):YAG被动调Q的Nd:YLF激光器 被引量:8
10
作者 王春 胡文涛 +1 位作者 陈绍和 邓锡铭 《量子电子学报》 CAS CSCD 1997年第4期359-362,共4页
二极管端面泵浦的Nd:YLF激光器中,采用Cr4+:YAG作为饱和吸收体,实现了被动调Q,激光输出波长为1.053nm。在泵浦功率为最大值525mW时,输出宽度为26ns、能量为22μJ的调Q脉冲,同时对具有同样腔结构的Nd:YVO4激光器在插入C44+:... 二极管端面泵浦的Nd:YLF激光器中,采用Cr4+:YAG作为饱和吸收体,实现了被动调Q,激光输出波长为1.053nm。在泵浦功率为最大值525mW时,输出宽度为26ns、能量为22μJ的调Q脉冲,同时对具有同样腔结构的Nd:YVO4激光器在插入C44+:YAG饱和吸收体后的特性也作了研究,对Cr4+:YAG被动调Q开关的工作条件作了理论上的分析,并在实验中得到极好的验证。 展开更多
关键词 二极管泵浦 被动调Q 饱和吸收体 钕:ylf激光器
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Nd:YLF激光晶体生长研究 被引量:5
11
作者 邵怀宗 张振亚 +3 位作者 陈广民 张连娣 王淑英 袁力群 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 1994年第6期38-41,共4页
本文介绍了顶部籽晶溶液提拉法生长Nd:YLF晶体的一系列关键技术:组分配比的选择、高纯原材料的制备、生长装置的设计、温场的调试、漂浮物的消除和工艺参数的确定等。通过实验获得了Φ17mm×150mmc轴和Φ15mm&... 本文介绍了顶部籽晶溶液提拉法生长Nd:YLF晶体的一系列关键技术:组分配比的选择、高纯原材料的制备、生长装置的设计、温场的调试、漂浮物的消除和工艺参数的确定等。通过实验获得了Φ17mm×150mmc轴和Φ15mm×130mma轴晶体毛坯,加工出了Φ4~5mm×60~110mm激光棒,晶体质量达到目前国际水平。 展开更多
关键词 顶部籽晶溶液 提拉法 激光晶体 ylf晶体 掺钕
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高功率LDA紧密环绕抽运Nd:YLF放大器实验研究 被引量:3
12
作者 张申金 冯国英 +7 位作者 李明中 隋展 丁磊 林宏奂 王衍勇 唐军 罗亦鸣 欧群飞 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期754-758,共5页
采用高功率LDA紧密环绕抽运10mm× 10mmNd :YLF和两级双程离轴行波放大结构 ,实现了对 5mm× 5mm口径激光的放大。分析并实验研究了在不同抽运电流及不同抽运延时条件下 ,激光放大器及两级双程离轴放大系统小信号增益的规律... 采用高功率LDA紧密环绕抽运10mm× 10mmNd :YLF和两级双程离轴行波放大结构 ,实现了对 5mm× 5mm口径激光的放大。分析并实验研究了在不同抽运电流及不同抽运延时条件下 ,激光放大器及两级双程离轴放大系统小信号增益的规律。实验得到两级双程放大系统的小信号净增益可达 6 0 展开更多
关键词 LDA紧密环绕抽运 Nd:ylf 两级双程离轴放大
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LD泵浦的Cr^(4+)∶YAG/Nd∶YLF激光器 被引量:1
13
作者 张大勇 赵伟 赵鸿 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2004年第3期172-173,共2页
文中介绍的小型LD端面泵浦的Nd∶YLF激光器,采用Cr4+∶YAG作为被动Q开关,在1-100Hz的重复频率下可以实现脉冲能量30~40μJ,脉宽4~5ns的1053nm的单纵模激光脉冲输出。
关键词 LD泵浦 ND:ylf CR^4+:YAG 被动Q开关 单纵模
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LD抽运的Nd:YLF/Cr^(4+):YAG被动调Q激光器 被引量:1
14
作者 郭明秀 朱晓磊 +1 位作者 陆雨田 陈卫标 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2006年第7期534-536,共3页
报道了激光二极管(LD)抽运的Nd∶YLF激光器,采用平凹腔结构,分别用两片Cr4+∶YAG可饱和吸收晶体,实现了被动调Q,输出激光波长为1053nm。采用厚度为0.5mm小信号透过率为90%的Cr4+∶YAG,在泵浦功率最大为17W时,输出脉冲宽度为60.6ns,平均... 报道了激光二极管(LD)抽运的Nd∶YLF激光器,采用平凹腔结构,分别用两片Cr4+∶YAG可饱和吸收晶体,实现了被动调Q,输出激光波长为1053nm。采用厚度为0.5mm小信号透过率为90%的Cr4+∶YAG,在泵浦功率最大为17W时,输出脉冲宽度为60.6ns,平均功率为1.5W,重复频率为9.5kHz,单脉冲能量为157.9mJ;采用厚度为0.55mm小信号透过率为95%的Cr4+∶YAG,在泵浦功率最大为17W时,输出脉冲宽度为68.6ns,平均功率为1.35W,重复频率为14kHz,单脉冲能量为96.4mJ。 展开更多
关键词 二极管泵浦 被动调Q CR^4+:YAG ND:ylf
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Tm:YLF板条与块状晶体热效应对比分析 被引量:1
15
作者 司汉英 曹风江 《光电技术应用》 2017年第2期68-72,共5页
根据热传导理论建立了板条和块状晶体的热传导方程,通过对热传导方程的求解以及数值模拟,对比分析了高泵浦功率下Tm:YLF板条和块状晶体的温度分布,热应力和热透镜效应。计算结果表明,板条晶体更适合高功率激光输出,可为提升激光器功率... 根据热传导理论建立了板条和块状晶体的热传导方程,通过对热传导方程的求解以及数值模拟,对比分析了高泵浦功率下Tm:YLF板条和块状晶体的温度分布,热应力和热透镜效应。计算结果表明,板条晶体更适合高功率激光输出,可为提升激光器功率提供必要的理论指导。 展开更多
关键词 Tm:ylf 热效应 温度分布
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1.89μm Tm:YLF激光器输出特性分析 被引量:1
16
作者 丁宇 闫秀生 《光电技术应用》 2018年第5期24-26,36,共4页
介绍了利用激光二极管双端泵浦高功率1.89μm Tm:YLF激光器,其线宽小于0.1 nm。腔内以Brewster角插入0.05 mm YAG F-P标准具强制起偏,获得1.89μm的水平偏振光,再依次加入0.05 mm和0.3 mm YAG F-P标准具稳定输出波长,实现窄线宽激光输... 介绍了利用激光二极管双端泵浦高功率1.89μm Tm:YLF激光器,其线宽小于0.1 nm。腔内以Brewster角插入0.05 mm YAG F-P标准具强制起偏,获得1.89μm的水平偏振光,再依次加入0.05 mm和0.3 mm YAG F-P标准具稳定输出波长,实现窄线宽激光输出。当注入泵浦功率为137 W时,获得了输出波长为1 889.3 nm 46 W的连续输出功率,其斜率效率为45.1%。随着泵浦功率由20 W增加到137 W,输出波长仅漂移了0.12 nm。当激光输出功率为15 W和30 W时,对应的光束质量分别为1.7和2.2。 展开更多
关键词 F-P标准具 Tm:ylf 窄线宽
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HO^(3+)离子在YAG和YLF晶体中的光学参量 被引量:1
17
作者 黄莉蕾 陈晓竹 纪元新 《光学仪器》 1997年第4期45-50,共6页
测试了Ho:YAG和Ho:YLF晶体的吸收话和荧光谱,计算Ho^(3+)离子的振子强度参数f_JJ^t[c],辐射跃迁几率地A_J,J'荧光辐射寿命τJ[c],并与实验测得的荧光辐射寿命τJ[e]及振子强度的实验值f_J[e]比较。应用跃迁速率方... 测试了Ho:YAG和Ho:YLF晶体的吸收话和荧光谱,计算Ho^(3+)离子的振子强度参数f_JJ^t[c],辐射跃迁几率地A_J,J'荧光辐射寿命τJ[c],并与实验测得的荧光辐射寿命τJ[e]及振子强度的实验值f_J[e]比较。应用跃迁速率方程计算得出对应2.1μm的荧光强度最大的掺杂离子Ho^(3+)的最佳浓度分别为~2.5%和~1%左右。讨论了YAG和YLF作为芬Ho^(3+)的基质晶体优点。 展开更多
关键词 钬离子 YAG晶体 ylf晶体 光学参量
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Nd∶YLF激光放大器实验研究
18
作者 陈三斌 周寿桓 +1 位作者 姜东升 王鹏飞 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期253-254,共2页
描述了LD阵列侧面泵浦Nd∶YLF激光放大器的实验研究,采用LD阵列紧密围绕棒状Nd∶YLF直接泵浦,这种结构不但提高泵浦光利用率,而且具有很好的泵浦均匀性。该激光放大器的口径为3mm,在1053nm小信号增益为2.84。
关键词 Nd:ylf激光放大器 LD阵列 泵浦 结构设计
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高功率LDA紧密侧面抽运Nd:YLF两级双程离轴放大系统实验研究
19
作者 张申金 冯国英 +7 位作者 李明中 丁磊 隋展 林宏奂 王衍勇 欧群飞 唐军 罗亦鸣 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第9期1148-1152,共5页
 介绍了一台10mm口径两级双程离轴放大系统,实现了对5mm×5mm口径光束的激光放大,耦合系统采用高功率LDA紧密侧面直接抽运棒状Nd:YLF方式。分析并实验研究了在不同抽运电流、放大脉冲与放大器LDA抽运时刻的不同延时及不同注入能...  介绍了一台10mm口径两级双程离轴放大系统,实现了对5mm×5mm口径光束的激光放大,耦合系统采用高功率LDA紧密侧面直接抽运棒状Nd:YLF方式。分析并实验研究了在不同抽运电流、放大脉冲与放大器LDA抽运时刻的不同延时及不同注入能量条件下,放大系统及光束每次放大时放大特性的规律。实验得到:在放大系统5mm×5mm软光阑处注入1.58mJ能量时,放大系统可输出129.2mJ能量,能量提取效率达到19.5%,满足该系统的设计指标。 展开更多
关键词 LDA紧密侧面抽运 Nd:ylf激光放大器 两级双程离轴放大 放大特性
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Nd:YLF激光在角膜屈光手术中的应用 被引量:1
20
作者 张士胜 王康孙 《国外医学(眼科学分册)》 2000年第5期262-265,共4页
Nd :YLF激光因其短脉冲、低能量、高频率等特点及组织损伤小、手术并发症少等优点 ,正越来越引起人们的注意 ,它通过等离子体介导的切割机制 ,不仅能进行角膜基质内切削 ,还可进行角膜磨镶术以及作为微型角膜刀用于激光角膜原位磨镶术 ... Nd :YLF激光因其短脉冲、低能量、高频率等特点及组织损伤小、手术并发症少等优点 ,正越来越引起人们的注意 ,它通过等离子体介导的切割机制 ,不仅能进行角膜基质内切削 ,还可进行角膜磨镶术以及作为微型角膜刀用于激光角膜原位磨镶术 ,为角膜屈光手术提供了新的手段。 展开更多
关键词 角膜屈光手术 Nd:ylf激光 激光器 应用
暂未订购
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