光电工程师社区

标题: 激光谐振腔设计的若干问题 [打印本页]

作者: watermoon 时间: 2008-1-4 14:05
标题: 激光谐振腔设计的若干问题
个人小小总结了一下激光谐振腔的设计思路和需要注意的问题。
欢迎交流。

激光谐振腔设计的若干问题.pdf (205.7 KB, 下载次数: 989)

作者: kisfire 时间: 2008-1-4 15:59

[ 本帖最后由 kisfire 于 2008-1-4 16:05 编辑 ]

作者: 再也不能这样 时间: 2008-1-4 16:42
赞同楼主文中的观点。
1%掺杂的Nd:YAG晶体，入射808泵浦功率接近30W时(光斑约800微米)，晶体表面的等效热透镜曲率半径经实验测算可达约20到30mm。在这样严重的热透镜效应下，要保证808和1064的横模匹配(即保证基横模输出)，保证腔的稳定性不离开稳区中心太远，最重要的是要保证腔的热稳定性，真难。我用类望远镜腔的结构能设计出约20mm的热稳定范围(即等效热透镜曲率半径有20mm的变化允许范围)。这个实验还没做。用插入单透镜的较简单结构，则热稳定范围仅为约10mm，这个实验在做，还没成功。总之，热稳定范围太小了。这样的腔，即使是调出来也没多大的工程应用价值。
另外在这样的泵浦功率密度下，晶体极易出现裂痕。
在这里渴望和各位同仁交流：
1，你们测得的等效热透镜曲率半径会这么小吗？
2，你们能做到较宽的热稳定范围吗？
3，你们用什么办法克服晶体破裂的问题？
我在考虑增大泵浦光斑尺寸(但基模光斑太大，热稳定范围似乎更小)。降低掺杂也许是较为有效的办法。

新增两个问题：
4，对光纤输出的808nm泵浦激光的聚焦过程进行理论模拟，各位可以做到多准确？我做的结果和实验似乎还有一些出入。
5，谐振腔的理论设计和实验吻合的好吗？我怎么总觉得差距不小呢？为此已受够lb的白眼和打击了。

[ 本帖最后由再也不能这样于 2008-1-7 09:39 编辑 ]

作者: kisfire 时间: 2008-1-4 16:44
掺杂降低，长度增加

作者: watermoon 时间: 2008-1-4 16:50

原帖由 kisfire 于 2008-1-4 16:44 发表
掺杂降低，长度增加

降低掺杂，增加长度，只能解决晶体受热损坏的问题，还是不能解决热透镜焦距的问题。

作者: watermoon 时间: 2008-1-4 16:54

原帖由 再也不能这样 于 2008-1-4 16:42 发表
赞同楼主文中的观点。
1%掺杂的Nd:YAG晶体，入射808泵浦功率接近30W时(光斑约800微米)，晶体表面的等效热透镜曲率半径经实验测算可达约20到30mm。在这样严重的热透镜效应下，要保证808和1064的横模匹配(即保证 ...

插入透镜这个东西会使得谐振腔的初始调整难度大大增加，所以调出光都很困难。

作者: 再也不能这样 时间: 2008-1-4 16:57
标题: 回复 #5 watermoon 的帖子
增大光斑,降低掺杂应该可以让热透镜焦距变大点吧。变大了腔设计会容易一些。

作者: 再也不能这样 时间: 2008-1-4 16:59

原帖由 watermoon 于 2008-1-4 16:54 发表

插入透镜这个东西会使得谐振腔的初始调整难度大大增加，所以调出光都很困难。

还好。插入透镜本质上和做折叠腔是一样的啊。

作者: watermoon 时间: 2008-1-4 17:00

原帖由 再也不能这样 于 2008-1-4 16:57 发表
增大光斑,降低掺杂应该可以让热透镜焦距变大点吧。变大了腔设计会容易一些。

是可以啊，光斑增大了，就需要增大基模体积，腔的体积就会跟着长大。
客户可不喜欢那么大的激光头。

作者: bigflfl 时间: 2008-1-4 17:05
3楼的晶体也太脆弱了吧。

作者: 再也不能这样 时间: 2008-1-4 17:06

原帖由 watermoon 于 2008-1-4 17:00 发表

是可以啊，光斑增大了，就需要增大基模体积，腔的体积就会跟着长大。
客户可不喜欢那么大的激光头。

可是光斑太小晶体破裂的问题怎么办呢？
客户那么关注尺寸的问题吗？高功率(>10W@10kHz)和稳定的基横模不是更重要吗？

作者: 再也不能这样 时间: 2008-1-4 17:08

原帖由 bigflfl 于 2008-1-4 17:05 发表
3楼的晶体也太脆弱了吧。

你们的晶体可以承受多少W呢？光斑尺寸？

作者: 再也不能这样 时间: 2008-1-4 17:09

原帖由 bigflfl 于 2008-1-4 17:05 发表
3楼的晶体也太脆弱了吧。

我们用的是c a s i x的nd:yag。有更耐打的晶体推荐吗？

[ 本帖最后由再也不能这样于 2008-1-4 17:14 编辑 ]

作者: 王东 时间: 2008-1-4 21:40
什么东西啊根本不明白哈哈哈哈哈哈

作者: watermoon 时间: 2008-1-7 08:50

原帖由 再也不能这样 于 2008-1-4 17:06 发表

可是光斑太小晶体破裂的问题怎么办呢？
客户那么关注尺寸的问题吗？高功率(>10W@10kHz)和稳定的基横模不是更重要吗？

同等水平下，别人当然喜欢小型化的东西啦，结构紧凑嘛。
所以还是设计大模体积的谐振腔才是王道！

作者: 波斯地毯 时间: 2008-1-7 09:27
继续关注！

等下有问题请教各位，请帮忙！

作者: mikefan111 时间: 2008-1-7 12:40
关注中!
希望多多讨论!

作者: handsomeland 时间: 2008-8-10 18:35
不错，谢谢，华工的朋友

。

作者: shizh 时间: 2008-8-10 19:13
端泵YAG，哪有用1.0% 这么大的掺杂浓度阿，楼主必须考虑降低掺杂才有希望走下去。

作者: bai3697 时间: 2008-8-10 21:00
谢谢LZ，学习了，我刚入门不长时间，还是学生，很感谢LZ

作者: ghb_2007 时间: 2008-8-11 10:05
标题: 谢谢
我是新手,下来学习一下 ,谢谢楼主了

作者: tesin 时间: 2008-10-29 10:53
谢谢楼主了，我也是新手

作者: laserpad 时间: 2008-10-29 11:50
未完待续。。。待续呢？期待。。。

作者: wwwcai 时间: 2008-10-29 13:15

原帖由 watermoon 于 2008-1-4 14:05 发表
个人小小总结了一下激光谐振腔的设计思路和需要注意的问题。
欢迎交流。
22366

不大同意文中的部分观点，LZ似乎是针对平平腔而言。并不是激光器腔越长，基膜体积就越大，基模体积的大小的看你激光器怎么设计了。曾经做过1m和10m左右的腔，相同的泵浦电流下，22W 808nm，1064nm基模均能出9W。

作者: zgcboa 时间: 2008-10-29 16:25
继续努力学习中，大家积极讨论哈

作者: korjon 时间: 2008-10-30 18:16
增大光斑半径，同时会增加泵浦阈值功率，影响斜效率。这一方面对最终输出功率或许有影响。另外，楼上说增大泵浦泵浦光光斑后，会让腔的体积变大，这是因为泵浦光光斑增加，要想实现模式匹配，基膜半径也必须增加，这就使得腔型结构变化，这里主要是长度变化吧？难道没有别的办法可以不改变腔体积，比如选用合适的曲率半径的镜子？另外一个问题，如果要实现大的模式体积，也就是增加基膜半径，这不也意味着要增加泵浦光半径吗？还是我理解上有问题？

[ 本帖最后由 korjon 于 2008-10-30 18:24 编辑 ]

作者: watermoon 时间: 2008-10-31 09:21

原帖由 wwwcai 于 2008-10-29 13:15 发表

不大同意文中的部分观点，LZ似乎是针对平平腔而言。并不是激光器腔越长，基膜体积就越大，基模体积的大小的看你激光器怎么设计了。曾经做过1m和10m左右的腔，相同的泵浦电流下，22W 808nm，1064nm基模均能出9W。

谢谢你的建议，不知道我文中是否有提到过“一般情况下”这个字眼，我完全没有把条件说死，所谓“一般”，是指热透镜效应不是足够明显的时候，这个度就自己在设计过程中自己把握了。建议只是建议，并不是死搬硬套哦。。。。

作者: bobby2006 时间: 2008-10-31 11:03
学习，学习！

作者: kk7926 时间: 2008-11-27 09:02
昨天向watermoon请教了一些问题，在这表示感谢

作者: lilook 时间: 2008-11-28 16:07
新手前来学习。
　　　　　　　　　　　

作者: matrix336 时间: 2009-1-14 21:02
非常感谢！!!!!!!!!!!!!!

作者: 脉冲LD 时间: 2009-1-15 10:45
谐振腔在腔长拉长的过程中会有一个最佳功率值吗？如果是这样，那么如何计算呢？（说的端泵激光器）

作者: matthewlas 时间: 2009-1-16 16:30
降低浓度，增加腔长可以降低热效应，热焦距也会相应的减少一些吧，我想。
增大泵浦光斑确实不怎么好，还是怎的震荡激光吧

作者: hyflwf 时间: 2009-1-16 18:31
感谢搂主长期以来对大家的帮助！

作者: hawk761021 时间: 2009-1-20 12:21
好东西，一定的顶！！！！！

作者: whoami 时间: 2009-1-20 22:28

谐振腔在腔长拉长的过程中会有一个最佳功率值吗？如果是这样，那么如何计算呢？（说的端泵激光器）
脉冲LD 发表于 2009-1-15 10:45

理论上应该是有的, 而且可能不止一个. 但是实际做起来不确定因素太多, 所以我喜欢直接实验做看能调到多大...

作者: nkhanbin 时间: 2009-2-16 14:24
很有实用价值，谢谢LZ！

作者: laowenzi 时间: 2009-2-17 19:47
呵呵，谢谢楼主分享！！

作者: 5092 时间: 2009-2-23 08:46
谢谢楼主！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！

作者: olas 时间: 2009-2-23 16:58
要得到大的模体积，那采用下非稳腔试试看了。不过，非稳腔的衍射损耗比较大。

作者: ghb_2007 时间: 2009-3-23 14:16
学习知识很丰富，继续讨论

作者: deserteagle 时间: 2009-3-30 22:08
学习学习，经验，可使自己少走弯路。

作者: 5092 时间: 2009-4-1 17:20
下来看看，谢谢楼主！！！！！！！！！！！！！！

作者: victor020121214 时间: 2009-4-30 10:20
好东西，顶！！！！！！！

作者: zhq025 时间: 2009-5-4 12:30
hao!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

作者: zhq025 时间: 2009-5-4 13:28
hao!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

作者: wzb3636 时间: 2009-5-21 21:21
又没钱了，想下来看看

作者: linjipeng 时间: 2009-5-22 11:41
老贴子了，谢谢楼主的总结和分享，我觉得Ｇ参数还是有些用处，比如计算失谐灵敏度和热焦距敏感上，尽量保持ｇ１×ｇ２＝.５，对激光器实际操作还是有意义的。

作者: iobbs 时间: 2009-5-23 16:26
学习了，谢谢，顶一个

作者: gxiaolaser 时间: 2009-11-30 10:08
学习了11111111111111111111111

作者: kskuy 时间: 2009-11-30 12:42
我就使用过凌云的端面泵浦激光器，感觉温度控制的很不好
壳子的温度大概4，50度很烫手，但温控器还是显示24度，我觉得这对腔的稳定性影响很大

作者: lyz206 时间: 2009-12-2 21:14
很好的话题，不过理论与实际操作确实有一定的差距

作者: wcz9999 时间: 2009-12-3 17:03
支持一下，希望对大家有所帮助！

作者: 301001 时间: 2009-12-29 20:35
好东西，谢谢楼主分享！！！！！

作者: rain8686rain 时间: 2010-3-18 14:06
激光谐振腔设计的若干问题

作者: wangbiyi 时间: 2010-3-31 20:30
好的！谢谢啦！！！！！！！！！！！！！！

作者: dwx8468396 时间: 2010-4-1 09:19
拜读中，这方面确实很复杂，值得深入探讨

作者: mahefeng 时间: 2010-10-22 20:03
好东西~~~

作者: lstudent 时间: 2010-10-26 13:00
好东西，下载学习

作者: zyqyjj 时间: 2010-10-27 08:22

顶一个

作者: liurunjun 时间: 2010-11-6 03:58
可考虑环形腔镜试下

作者: 397016774 时间: 2010-11-15 18:55

作者: mahefeng 时间: 2010-11-15 20:02

作者: optro 时间: 2010-11-16 10:06
本帖最后由 optro 于 2010-11-16 10:08 编辑

回复再也不能这样的帖子

如果您说的“入射808泵浦功率接近30W时(光斑约800微米)，晶体表面的等效热透镜曲率半径经实验测算可达约20到30mm”成立，1000瓦以上的侧泵DPL就很难出光，这时晶体内吸收的热量大约是400瓦/立方厘米。请问这台30瓦的激光器的增益体机多大？透过率多高？这个热焦距是如何测量的？

作者: optro 时间: 2010-11-16 10:17

wwwcai 发表于 2008-10-29 13:15
不大同意文中的部分观点，LZ似乎是针对平平腔而言。并不是激光器腔越长，基膜体积就越大，基模体积的大 ...

DPL做一米，十米的腔，热焦距大概为零，调校您用He-Na?这是的光斑又如何？

作者: optro 时间: 2010-11-16 10:18

shizh 发表于 2008-8-10 19:13
端泵YAG，哪有用1.0% 这么大的掺杂浓度阿，楼主必须考虑降低掺杂才有希望走下去。

对呀，
连续激光器的掺杂一般较低

作者: optro 时间: 2010-11-16 10:21

korjon 发表于 2008-10-30 18:16
增大光斑半径，同时会增加泵浦阈值功率，影响斜效率。这一方面对最终输出功率或许有影响。另外，楼上说增大 ...

看来您应该从新会学校，学学应用光学了。

作者: optro 时间: 2010-11-16 10:25

olas 发表于 2009-2-23 16:58
要得到大的模体积，那采用下非稳腔试试看了。不过，非稳腔的衍射损耗比较大。

连续激光由于增益小，非稳腔不出光或效率难以接受。

作者: optro 时间: 2010-11-16 10:30
最后问一下楼主，30瓦单横模激光器您做出来了吗？
如果做出来了一定是接近1.35毫米*毫弧度，这样的光意味着什么？
如果这个问题您回答不了，您这个30瓦单模就？？？？？？

作者: 双水 时间: 2010-11-29 16:49
这个真的很有用，学习了不少东西

作者: 5092 时间: 2011-1-28 15:30
下来看看谢谢楼主

作者: yrq536 时间: 2011-2-8 23:16
看看

作者: 嗜血睡虎 时间: 2011-2-28 10:02
学习下

作者: zhangjingru8311 时间: 2011-3-3 17:01
回复 kisfire 的帖子

作者: Happywen 时间: 2011-5-30 15:39
谢谢楼长

作者: rubberai 时间: 2011-6-3 11:35
受教了!!

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