LD泵浦NdYAG全固態(tài)藍(lán)光激光器 - 圖文-

1、 可見理論值與實(shí)驗(yàn)值還是有一定差距的,但總體趨勢(shì)還是吻合的比較好的,取L。一66mm,L。.一36mm 時(shí)由式(4(5(6(7(8(9(10(11(12得,各分臂光腰與熱焦距的關(guān)系如圖5所示:圖5光腰與熱焦距的關(guān)系由圖4和圖5可以看出,在泵浦功率為為12.5W時(shí)熱透鏡焦距為110mm左右,處在該諧振腔的穩(wěn)區(qū)內(nèi),。和。在隨熱焦距的變化還是非常平穩(wěn)的,且。約為150tim滿足模式匹配的要求,cc,。2約為50tim 滿足高倍頻效率的要求6。藍(lán)光激光器常用的倍頻晶體南LBO、BBO、BIB0等,BBO和BIBO雖然有效非線性系數(shù)大,但這兩種晶體的走離角也比較大,很難獲得高光束質(zhì)量的藍(lán)光,本實(shí)驗(yàn)選擇L

2、BO作為倍頻晶體,LBO雖然有效非線性系數(shù)較小,但走離角也很小,所以可以通過增加晶體的長(zhǎng)度和緊聚焦的方法來獲得高的倍頻效率,實(shí)驗(yàn)中我們選擇I。BO晶體的規(guī)格為3×3×15mm。Nd:YAG、LD和LBO晶體分別用TEC冷卻,嚴(yán)格控溫,仔細(xì)調(diào)整光路使系統(tǒng)的狀態(tài)達(dá)到最佳。實(shí)驗(yàn)中我們利用格蘭棱鏡測(cè)量了LD發(fā)光的偏振比,大約為水平偏振與垂直偏振之比約為3:1左右,946nm激光的偏振比與LD的偏振比和偏振方向基本相同,我們采用Coherent公司的FieldMas-terGS功率計(jì)對(duì)473nm激光的輸出功率進(jìn)行測(cè)量,得到了473nm藍(lán)光激光器的輸出特性曲線如圖6所示,并對(duì)藍(lán)光激光的

3、偏振進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量結(jié)果為垂直偏振與水平偏振之比約為100:1,基本為線偏振光。圖7為藍(lán)光遠(yuǎn)場(chǎng)光斑,由圖可以看出該光斑為TEM。模結(jié)構(gòu),但略成橢圓,這是由于V型腔存在象散所致。.308.-毒喜鋸泵捕功翠,W圖6輸出功率與泵浦功率關(guān)系曲線我們對(duì)藍(lán)光激光的輸出功率的穩(wěn)定性進(jìn)行了測(cè)量,測(cè)得在一小時(shí)內(nèi)的穩(wěn)定度為5%左右,功率的波動(dòng)性比較大,并對(duì)此進(jìn)行了相應(yīng)的分析,如下:(1由于Nd:YAG的吸收譜線較窄,一般為lnm左右,而LD輸出譜線隨溫度的變化約為0.3nm/,所以溫度的變化會(huì)造成功率的不穩(wěn)。(2因?yàn)?46nm譜線屬于準(zhǔn)j能級(jí)系統(tǒng),當(dāng)溫度升高時(shí)會(huì)接近三能級(jí)系統(tǒng),下能級(jí)的粒子會(huì)對(duì)激光產(chǎn)生重吸收使下能級(jí)

4、粒子產(chǎn)生躍遷,使下能級(jí)粒子數(shù)減少,這時(shí)又使三能級(jí)系統(tǒng)逐漸向四能級(jí)轉(zhuǎn)變,所以整個(gè)系統(tǒng)在三能級(jí)與四能級(jí)之間不斷跳躍,這種變化類似于一種廣義的被動(dòng)調(diào)Q,從而使激光的輸出功率產(chǎn)生波動(dòng)。(3激光器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,存在多模,由于各模之間的模式競(jìng)爭(zhēng)和耦合效應(yīng)也會(huì)使輸出功率不穩(wěn)。為使藍(lán)光激光輸出更加穩(wěn)定,在以后的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采取以下措施:首先要嚴(yán)格溫控,其次946nm激光屬于準(zhǔn)三能級(jí)系統(tǒng),當(dāng)溫度過高時(shí)會(huì)使準(zhǔn)i能級(jí)趨近于j能級(jí)系統(tǒng).這時(shí)會(huì)造成激光器的輸出功率不穩(wěn),所以應(yīng)盡量降低晶體的溫度,最后多縱模也是不穩(wěn)的原因,可以加入全波片.或偏振片等光學(xué)器件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 圖7藍(lán)光遠(yuǎn)場(chǎng)光斑 LD泵浦Nd:YAG全固態(tài)藍(lán)光激光器作者:

5、李斌, 姚矣, 李永大, 曹思維, 劉規(guī)東, 陳金強(qiáng), 林楠, Li Bin, Yao Yi, Li Yongda, Cao Siwe, Liu Gudong, Chen Jingqiang, Lin Nan作者單位:長(zhǎng)春理工大學(xué)物理系,吉林,長(zhǎng)春,130022刊名: 應(yīng)用激光英文刊名:APPLIED LASER年,卷(期:2008,28(4引用次數(shù):1次參考文獻(xiàn)(6條1.Tso Yee Fan.Robert L Byer Modeling and CW operation of a Quasi-Three-Level 946nm Nd:YAG laser 1987(52.Risk.W.P.L

6、enth.W Room temperature CW 946nm Nd:YAG laser pumped by laser-diode-array andintracavity frequency doubling to 473nm 1987(123.王軍營(yíng).鄭權(quán).薛慶華.檀慧明1.1 W連續(xù)輸出473 nm全固態(tài)藍(lán)光激光器期刊論文-中國(guó)激光 2004(054.高蘭蘭.檀慧明利用復(fù)合Nd:YAG實(shí)現(xiàn)600 mW高效緊湊型藍(lán)光激光器期刊論文-光子學(xué)報(bào) 2004(015.劉偉仁.陳穎新LD 泵浦的室溫運(yùn)轉(zhuǎn)內(nèi)腔倍頻473nm全固態(tài)藍(lán)激光器 2000(26.鄭權(quán).趙嶺.檀慧明.錢龍生LD泵浦高效率折疊

7、腔YAG/LBO藍(lán)光激光器期刊論文-激光與紅外 2001(03相似文獻(xiàn)(10條1.期刊論文楊成偉.霍玉晶.何淑芳.馮立春LD泵浦的Nd:YAG陶瓷激光器-光電子·激光2004,15(7介紹了一種新型的固體激光材料-Nd:Y3Al5O12(Nd:YAG陶瓷的光學(xué)特性,設(shè)計(jì)并研制成LD泵浦的Nd:YAG陶瓷微型激光器件.閾值泵浦功率為48 mW,在泵浦功率為1.5 W時(shí)獲得了516 mW的1 064 nm連續(xù)激光輸出,光-光轉(zhuǎn)換效率為34.4%.2.學(xué)位論文姜罡高能量LD泵浦Nd:GdVO<,4>超短脈沖激光器的研究2007摻釹晶體作為傳統(tǒng)的激光增益介質(zhì),應(yīng)用于LD泵浦的激光

8、器得到了廣泛研究。Nd:GdVO<,4>是眾多摻釹晶體中的一種新型激光晶體,它的熱導(dǎo)率和Nd:YAG的相當(dāng),是Nd:YVO<,4>的2倍多,擁有相對(duì)于Nd:YAG較大的吸收截面和發(fā)射截面,成為L(zhǎng)D泵浦激光器理想的激光晶體。利用SESAM進(jìn)行被動(dòng)鎖模的全固態(tài)鎖模激光器,具有自啟動(dòng)、穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),是近年來激光領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。 本論文對(duì)Nd:GdVO<,4>晶體SESAM被動(dòng)鎖模激光器進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究,并取得了一些成果。論文主要內(nèi)容概括為: 首先,簡(jiǎn)述了超短脈沖激光技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展歷程,回顧了全固態(tài)鎖模激光器的歷史和發(fā)展,主要討論了SESAM被

9、動(dòng)鎖模技術(shù)相對(duì)于其他鎖模技術(shù)的優(yōu)勢(shì),介紹了LD泵浦的摻Nd<'3+>全固態(tài)激光器的優(yōu)點(diǎn)和發(fā)展現(xiàn)狀。通過與Nd:YWO<,4>和Nd:YAG的對(duì)比分析詳細(xì)介紹了Nd:GdVO<,4>能級(jí)結(jié)構(gòu)、光譜特征等激光特性,建立了激光器的速率方程,對(duì)影響連續(xù)激光器輸出功率的因素進(jìn)行了分析?？偨Y(jié)了目前鎖模技術(shù)的基本原理、重要途徑及取得的進(jìn)展。闡述了半導(dǎo)體可飽和吸收鏡被動(dòng)鎖模的機(jī)理。 進(jìn)行了Nd:GdVO<,4>三種不同腔型(平凹、V型腔、Z型腔連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn),從諧振腔穩(wěn)區(qū)、晶體上光斑模式匹配等方面,對(duì)采用不同腔長(zhǎng)、不同透過率輸出鏡的激光腔進(jìn)行了計(jì)算及對(duì)比

10、分析。 設(shè)計(jì)了SESAM被動(dòng)鎖模諧振腔,在實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)了LD端面抽運(yùn)Nd:GdVO<,4>激光器的連續(xù)鎖模運(yùn)轉(zhuǎn)。對(duì)腔的參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,在采用不同曲率半徑折疊鏡的z型腔中獲得了1064nm穩(wěn)定被動(dòng)鎖模激光脈沖輸出,光譜寬度1.2nm,重復(fù)頻率分別為250MHz和100MHz。在泵浦功率為6.9W時(shí),獲得最大平均輸出功率接近1W(970mW,光-光轉(zhuǎn)換效率13.7%。 在理論上討論了SESAM調(diào)Q鎖模的抑制,并結(jié)合實(shí)驗(yàn)加以分析。測(cè)量鎖模脈沖脈寬時(shí)發(fā)現(xiàn)明顯的多脈沖運(yùn)轉(zhuǎn)現(xiàn)象。通過分析找到多脈沖現(xiàn)象的原因以及解決辦法,并且在實(shí)驗(yàn)上得到驗(yàn)證,結(jié)果吻合。排除了多脈沖運(yùn)轉(zhuǎn)的干擾后,用自相關(guān)儀測(cè)得鎖模

11、激光脈寬為15.1ps。運(yùn)用傳輸矩陣設(shè)計(jì)了一種估算方法模擬計(jì)算熱透鏡對(duì)腔穩(wěn)定性的影響,對(duì)熱不靈敏腔的設(shè)計(jì)提供了參考。 最后根據(jù)非線性介質(zhì)的自相位調(diào)制(SPM理論,提出了利用SF57玻璃展寬鎖模激光光譜、壓縮脈寬的設(shè)想。設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)方案,在7鏡腔中獲得連續(xù)被動(dòng)鎖模激光輸出,嘗試了加入SF57玻璃的脈寬壓縮實(shí)驗(yàn),為后續(xù)工作打下良好的基礎(chǔ)。3.期刊論文杜戈果.朱鶴元.朱九皋.李富銘.DU Geguo.ZHU Heyuan.ZHU Jiugao.LI Fuming LD泵浦Nd:YAG 946nmCW激光器研究-激光與紅外2001,31(3文章簡(jiǎn)述了NdYAG 946nm激光器特別是LD泵浦的NdYAG

12、 946nm 激光器的發(fā)展,在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了LD泵浦NdYAG 946nm激光器的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),報(bào)道了初步的實(shí)驗(yàn)結(jié)果并對(duì)此進(jìn)行了詳細(xì)的分析,提出了改進(jìn)方案.4.學(xué)位論文劉敏LD泵浦Nd:KGd(WO<,4><,2>激光特性研究2009窄脈寬、高峰值功率的脈沖激光在光通信、醫(yī)學(xué)、超精細(xì)加工、非線性頻率變換等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用,采用半導(dǎo)體激光(Laser Diode,LD泵浦的全固態(tài)激光器具有轉(zhuǎn)換效率高、工作壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定等諸多優(yōu)點(diǎn),所以在LD泵浦的固體激光器中通過調(diào)Q或鎖模的方法實(shí)現(xiàn)短脈沖激光輸出已經(jīng)成為激光界的研究熱點(diǎn)之一。以人工晶體為基礎(chǔ)材料的全固態(tài)激光器向高

13、功率、多波長(zhǎng)、寬調(diào)諧、長(zhǎng)壽命、高穩(wěn)定性快速發(fā)展。激光晶體在很大程度上決定了激光器的效率及各方面的性能,發(fā)展適合于LD泵浦的激光晶體是激光材料主流方向之一。 本論文以摻釹鎢酸釓鉀(Nd3+:KGd(WO42,Nd:KGW為激光增益介質(zhì),對(duì)其在LD端面泵浦下的中小功率主被動(dòng)調(diào)Q、調(diào)Q鎖模、雙調(diào)Q及聲光(AO調(diào)Q綠光激光特性進(jìn)行了理論分析和實(shí)驗(yàn)研究,結(jié)果表明該晶體在研制高效率小型激光器方面具有廣闊的應(yīng)用前景。 論文的主要內(nèi)容可歸結(jié)為以下幾個(gè)方面: 1.概述了LD泵浦全固態(tài)脈沖激光器的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀;詳細(xì)介紹了Nd:KGW的特性;總結(jié)本論文研究的主要內(nèi)容。 2.LD泵浦Nd:KGW主被動(dòng)調(diào)Q激光特性研

14、究。從聲光、被動(dòng)調(diào)Q理論出發(fā),對(duì)LD泵浦Nd:KGW主被動(dòng)調(diào)Q激光器進(jìn)行了詳盡的理論和實(shí)驗(yàn)研究,得到了窄脈寬、高峰值功率的脈沖激光輸出。3.LD泵浦Nd:KGW調(diào)Q鎖模激光特性研究。以Cr4+:YAG晶體為調(diào)Q鎖模元件,利用V型腔,在不同輸出鏡透過率下,首次實(shí)現(xiàn)了LD泵浦Nd:KGW/Cr4+:YAG被動(dòng)調(diào)Q鎖模激光器的運(yùn)轉(zhuǎn),得到了調(diào)制深度為85%的調(diào)Q鎖模脈沖輸出并就調(diào)Q鎖模脈沖輸出進(jìn)行了相應(yīng)的理論分析。 4.LD泵浦Nd:KGW雙調(diào)Q激光特性研究。從聲光、被動(dòng)和雙調(diào)Q理論出發(fā),首次對(duì)LD泵浦Nd:KGW雙調(diào)Q激光器進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)證實(shí)雙調(diào)Q激光器得到的脈沖與同樣腔條件下單純的聲光

15、調(diào)Q激光器和被動(dòng)調(diào)Q激光器得到的脈沖相比,脈寬明顯變窄且波形更加對(duì)稱。在泵浦功率為3W時(shí),得到了脈寬37.7ns的雙調(diào)Q脈沖輸出。 5.LD泵浦Nd:KGW倍頻激光特性研究。采用簡(jiǎn)單的平凹腔結(jié)構(gòu)以及KTP倍頻晶體,實(shí)現(xiàn)了腔內(nèi)倍頻連續(xù)綠光輸出。在此基礎(chǔ)上通過在腔內(nèi)放入聲光調(diào)Q元件,首次實(shí)現(xiàn)了LD泵浦Nd:KGW/KTP腔內(nèi)倍頻、聲光調(diào)Q532nm綠激光輸出,對(duì)不同聲光調(diào)制頻率、不同泵浦功率下的脈沖寬度、單脈沖能量和峰值功率進(jìn)行了測(cè)量，在泵浦功率2.9W，聲光調(diào)制頻率10kHz時(shí)，獲得了脈寬34.6ns的脈沖輸出，相應(yīng)的單脈沖能量和脈沖峰值功率 分別為22.8J和671W。 5.期刊論文 卜軼坤.

16、鄭權(quán).薛慶華.陳穎新.錢龍生.BU Yi-kun.ZHENG Quan.XUE Qing-hua.CHEN Ying-xin.QIAN Long-sheng LD泵浦Nd:YVO4 457nm藍(lán)光激光器用光學(xué)薄膜 -半導(dǎo)體光電2005,26(4 從激光晶體低增益譜線的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)理出發(fā),對(duì)LD泵浦Nd:YVO4,LBO腔內(nèi)倍頻457 nm藍(lán)光激光器用光學(xué)薄膜進(jìn)行了研制.在激光反射鏡的設(shè)計(jì)上,為保證基 頻光914 nm的高效振蕩,并獲得高的倍頻457 nm藍(lán)光輸出,對(duì)膜系要求進(jìn)行了深入分析.采用調(diào)諧比高的膜堆結(jié)構(gòu)將反射波長(zhǎng)與透射波長(zhǎng)進(jìn)行了有效分離 ,既降低了膜系設(shè)計(jì)難度,又獲得了高效率的藍(lán)光輸出.實(shí)現(xiàn)

17、了914 nm激光高效振蕩,通過LBO腔內(nèi)倍頻,在1.7 W LD泵浦功率下獲得20 mW、457 nm藍(lán)光輸出 . 6.學(xué)位論文 李明 LD泵浦調(diào)Q鎖模激光理論及實(shí)驗(yàn)的研究 2009 激光二極管泵浦的全固態(tài)激光器因具有結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、熱效應(yīng)小、穩(wěn)定性高、壽命長(zhǎng)、光束質(zhì)量好、工作介質(zhì)覆蓋的波段范圍廣及運(yùn)轉(zhuǎn)方式多 樣化等優(yōu)點(diǎn)，在材料加工、軍事、醫(yī)療、空間通訊、光顯示、光互聯(lián)、光信息處理和科研等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，成為目前激光領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。 激光晶體增益介質(zhì)是激光器的核心部件，它的光譜和物理特性決定了激光器系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)和輸出特性。其中摻釹離子的激光晶體由于吸收波長(zhǎng)在 808nm附近，適合于半

18、導(dǎo)體激光器抽運(yùn)，作為增益介質(zhì)得到了廣泛研究。本論文采用光纖耦合輸出的激光二極管作泵浦源，用Nd：YVO4、Nd：GdVO4和 Nd：LuVO4晶體作為激光工作物質(zhì)，利用Cr：YAG、LT-GaAs、SESAMs和V：YAG的飽和吸收特性，分別實(shí)現(xiàn)了106m和134m波段的調(diào)Q鎖模激光運(yùn)轉(zhuǎn) ；用Nd：GdVO4晶體作為激光工作物質(zhì)和克爾介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了Nd：GdVO4自鎖模激光運(yùn)轉(zhuǎn)；利用KTP的二階級(jí)聯(lián)非線性（cascaded second-order nonlinearity）和倍頻特性實(shí)現(xiàn)了綠光自調(diào)Q鎖模激光運(yùn)轉(zhuǎn)；用聲光Q開關(guān)（AO）作為穩(wěn)定元件，分別實(shí)現(xiàn)了Nd：GdVO4 106 m和Nd：G

19、dVO4/KTP 053 m主動(dòng)調(diào)Q鎖模激光運(yùn)轉(zhuǎn)；利用AO-Cr：YAG組合研究了主被動(dòng)雙調(diào)O鎖模激光的脈沖輸出特性；同時(shí)，運(yùn)用高斯近似下的速率方程組對(duì)以上調(diào)Q鎖 模激光的運(yùn)轉(zhuǎn)特性進(jìn)行了理論模擬。論文的主要研究工作包括： 分析了Cr：YAG可飽和吸收體的調(diào)Q鎖模原理，利用光強(qiáng)起伏機(jī)制及調(diào)Q速率方 程模型，給出了高斯分布近似下描述Cr：YAG調(diào)Q鎖模運(yùn)轉(zhuǎn)特性的速率方程組；在折疊腔內(nèi)實(shí)現(xiàn)了LD泵浦c-cut Nd：GdVO4 106 m及KTP腔內(nèi)倍頻053 m激光運(yùn)轉(zhuǎn)，并利用調(diào)Q鎖模速率方程組模擬了該激光器的動(dòng)力學(xué)過程。（§22） 采用LD泵浦Nd：GdVO4晶體，以V：YAG晶體為可

20、飽和吸收 體，實(shí)現(xiàn)了三鏡折疊腔134 m調(diào)Q鎖模激光運(yùn)轉(zhuǎn)，研究了13 m調(diào)Q鎖模激光的輸出特性；利用可飽和吸收體調(diào)Q鎖模模型，在高斯分布近似下給出 了描述V：YAG調(diào)Q鎖模運(yùn)轉(zhuǎn)特性的速率方程組，數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符。（§23） 采用三鏡折疊腔結(jié)構(gòu)，以LT-GaAs為可飽和吸收體，實(shí) 現(xiàn)了LD泵浦Nd：LuVO4106 m及Nd：GdVO4/KTP腔內(nèi)倍頻053m被動(dòng)調(diào)Q鎖模激光運(yùn)轉(zhuǎn)；考慮GaAs雙光子吸收，給出了高斯分布下描述LT-GaAs被動(dòng)調(diào) Q鎖模運(yùn)轉(zhuǎn)的速率方程組，并利用該模型對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了理論模擬。（§32） 以中間鏡式SESAMs為可飽和吸收體，實(shí)現(xiàn)了LD泵浦

21、被動(dòng)調(diào) Q鎖模Nd：GdVO4/KTP腔內(nèi)倍頻053 m激光運(yùn)轉(zhuǎn)；考慮SESAMs可飽和吸收體的飽和損耗，給出了高斯分布下描述SESAMs被動(dòng)調(diào)Q鎖模運(yùn)轉(zhuǎn)的速率方程組 ，數(shù)值求解所得結(jié)果 與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符。（§33） 實(shí)現(xiàn)了自調(diào)Q自鎖模Nd：GdVO4激光運(yùn)轉(zhuǎn)，在折疊腔內(nèi)沒有任何額外元件的情況下，得到了 較穩(wěn)定的激光脈沖輸出；把c-cut Nd：GdVO4激光晶體和軟光闌等效為快飽和吸收體，考慮克爾介質(zhì)的非線性傳輸矩陣，根據(jù)光束在光腔內(nèi)往返傳播的 ABCD法則和光強(qiáng)起伏機(jī)制，給出了克爾透鏡鎖模激光脈沖輸出性能的速率方程模型，得到了與實(shí)驗(yàn)結(jié)果近似的理論計(jì)算值。（§42） 考慮

22、KTP的二階級(jí)聯(lián)非線性特性的影響，并考慮激光晶體的克爾效應(yīng)，建立了描述LD泵浦Nd：GdVO4腔內(nèi)倍頻綠光自調(diào)Q自鎖模運(yùn)轉(zhuǎn)特性的速率方程新模型；實(shí) 驗(yàn)上分別實(shí)現(xiàn)了LD泵浦a-cut和c-cut Nd：GdVO4/KTP自調(diào)Q自鎖模053m激光運(yùn)轉(zhuǎn)，數(shù)值求解Nd：GdVO4/KTP自調(diào)Q自鎖模速率方程組所得的理論值與實(shí) 驗(yàn)結(jié)果基本相符。（§43） 利用聲光調(diào)Q開關(guān)，考慮Nd：GdVO4晶體的克爾效應(yīng)和聲光開關(guān)的關(guān)斷時(shí)間對(duì)脈沖特性的影響，在高斯分布近似 下建立了描述克爾鎖模激光運(yùn)轉(zhuǎn)特性的速率方程模型；實(shí)驗(yàn)上利用折疊腔實(shí)現(xiàn)了Nd：GdVO4/AO 106 m和Nd：GdVO4/AO KTP

23、腔內(nèi)倍頻053 m自調(diào) Q鎖模激光的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，測(cè)量了不同聲光調(diào)制頻率下，激光平均輸出功率、脈沖能量等隨泵浦功率的變化關(guān)系，數(shù)值求解Nd：GdVO4基頻和KTP倍頻自調(diào) Q自鎖模速率方程組所得的理論值與實(shí)驗(yàn)結(jié)果近似。（§51、§52） 實(shí)現(xiàn)了LD泵浦Nd：GdVO4晶體AO-Cr：YAG主被動(dòng)調(diào)Q鎖模激光運(yùn)轉(zhuǎn)，通 過在激光腔內(nèi)插入一個(gè)聲光調(diào)制器，Nd：GdVO4被動(dòng)調(diào)Q鎖模激光器的穩(wěn)定性得到了很好的加強(qiáng)，測(cè)量并比較了聲光調(diào)制器打開前后兩種狀態(tài)下的激光特 性；考慮聲光關(guān)斷時(shí)間及調(diào)制頻率的影響，給出了描述主被動(dòng)雙調(diào)Q鎖模激光運(yùn)轉(zhuǎn)特性的速率方程模型，數(shù)值求解方程的理論計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)結(jié)

24、果相符。 （§53） 論文的主要?jiǎng)?chuàng)新工作包括： 首次給出了高斯分布近似下Cr：YAG調(diào)Q鎖模速率方程理論，并首次實(shí)現(xiàn)了LD泵浦c-cut Nd：GdVO4晶體Cr：YAG調(diào)Q鎖模106 m和KTP內(nèi)腔倍頻053m激光運(yùn)轉(zhuǎn)，理論模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符。 利用KTP作為倍頻晶體，首次對(duì)LD泵 浦c-cut Nd：GdVO4晶體、LT-GaAs被動(dòng)調(diào)Q鎖模綠激光運(yùn)轉(zhuǎn)特性進(jìn)行了系統(tǒng)的理論和實(shí)驗(yàn)研究；利用高斯分布近似下的速率方程模型，給出了LT-GaAs調(diào) Q綠光鎖模速率方程理論模型，理論模擬結(jié)果重現(xiàn)了調(diào)Q鎖模運(yùn)轉(zhuǎn)的輸出特性。 首次實(shí)現(xiàn)了Nd：GdVO4自鎖模激光的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)：利用聲光調(diào)Q開 關(guān)，得

25、到了穩(wěn)定的鎖模脈沖，考慮Nd：GdVO4晶體的克爾效應(yīng)和聲光開關(guān)的關(guān)斷時(shí)間對(duì)脈沖特性的影響，在高斯分布近似下建立了描述克爾鎖模激光運(yùn)轉(zhuǎn) 特性的速率方程模型，數(shù)值求解方程的理論計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相近。 首次考慮KTP的二階級(jí)聯(lián)非線性特性的影響，和激光晶體的克爾效應(yīng)，建 立了描述LD泵浦Nd：GdVO4腔內(nèi)倍頻綠激光自調(diào)Q自鎖模運(yùn)轉(zhuǎn)特性的速率方程新模型，理論分析與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本相符。 首次實(shí)現(xiàn)了LD泵浦 Nd：GdVO4晶體AO-Cr：YAG主被動(dòng)調(diào)Q鎖模激光運(yùn)轉(zhuǎn)，考慮腔內(nèi)光子數(shù)密度、激活介質(zhì)反轉(zhuǎn)粒子數(shù)密度和泵浦光的橫向與縱向分布和聲光關(guān)斷時(shí)間及調(diào)制 頻率的影響，給出了描述雙調(diào)Q鎖模激光運(yùn)轉(zhuǎn)特性的速率

26、方程模型，得到了與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符的理論計(jì)算值。 首次實(shí)現(xiàn)了LD泵浦Nd：GdVO4晶體 三鏡折疊腔V：YAG調(diào)Q鎖模134m激光器運(yùn)轉(zhuǎn)，并利用高斯近似下的調(diào)Q鎖模速率方程模型進(jìn)行理論模擬，得到的計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本相符。 關(guān)鍵詞：LD泵浦；全固態(tài)；短脈沖；速率方程模型；調(diào)Q鎖模激光器；光強(qiáng)起伏機(jī)制 7.期刊論文 陳國(guó)夫.杜戈果.王賢華.Chen Guofu.Du Geguo.Wang Xianhua LD泵浦Nd:YVO4/KTP/BBO紫外激光器 -光 子學(xué)報(bào)1999,28(8 本文報(bào)道在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)的LD泵浦的四倍頻連續(xù)紫外激光器的實(shí)驗(yàn)結(jié)果.首先研究了LD泵浦的Nd:YVO4激光器,在普通

27、平-平腔結(jié)構(gòu)下,得到斜效率 55.68%,激光輸出波長(zhǎng)1064nm;利用KTP作為倍頻晶體,實(shí)現(xiàn)腔內(nèi)倍頻,在泵浦功率11.85W時(shí)得到綠光(532nm輸出1.35W,光-光轉(zhuǎn)換效率11%;用BBO晶體進(jìn)行 外腔諧振倍頻,得到紫外光(266nm輸出. 8.學(xué)位論文 李桂秋 LD泵浦全固態(tài)調(diào)Q激光特性理論與實(shí)驗(yàn)研究 2006 激光二極管(LD泵浦的固體激光器具有全固化、體積小、泵浦效率高等特點(diǎn)，在激光通訊、遙感探測(cè)、工業(yè)加工、軍事、醫(yī)療等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng) 用前景，受到人們極大的關(guān)注。 本論文采用光纖耦合輸出的激光二極管作泵浦源，用Nd：YVO<,4>、Nd：GdVO<,4>

28、晶體作激光工作物質(zhì)，分別 研究了飽和吸收體Cr<'4+>：YAG和GaAs被動(dòng)調(diào)Q激光的脈沖輸出特性以及脈寬控制特性，研究了聲光一Cr<'4+>：YAG和聲光-GaAs主被動(dòng)調(diào)Q及 Cr<'4+>：YAG-GaAs雙被動(dòng)調(diào)O激光的脈沖輸出特性，研究了周期極化KTP(PPKTP晶體的倍頻激光特性，同時(shí)，運(yùn)用速率方程對(duì)以上調(diào)Q激光的運(yùn)轉(zhuǎn)特性進(jìn) 行了理論分析。論文的主要研究工作包括： 實(shí)現(xiàn)了LD泵浦Nd：YVO<,4>晶體、Cr<'4+>：YAG被動(dòng)調(diào)Q 1.06m激光運(yùn)轉(zhuǎn)，測(cè)量了不同 Cr<'

29、4+>：YAG小信號(hào)透過率、不同輸出鏡反射率及泵浦功率下的單脈沖能量、峰值功率、脈沖寬度和重復(fù)率；同時(shí)，考慮腔內(nèi)光子數(shù)密度的橫向與縱向 分布以及激活介質(zhì)反轉(zhuǎn)粒子數(shù)密度、飽和吸收體基態(tài)粒子數(shù)密度和泵浦光的橫向空間分布，給出了描述調(diào)Q激光運(yùn)轉(zhuǎn)特性的速率方程新模型，通過數(shù)值求 解，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了理論模擬。(第二章第一節(jié) 采用三鏡折疊腔結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了LD泵浦Nd：YvO<,4>晶體、KTP內(nèi)腔倍頻、Cr<'4+>：YAG被動(dòng)調(diào) Q 0.5 3m綠激光輸出，對(duì)不同Cr<'4+>：YAG小信號(hào)透過率、不同泵浦功率下的脈沖寬度、重復(fù)率、單脈沖能量和峰

30、值功率進(jìn)行了測(cè)量；在理論分析中 ，將二次諧波轉(zhuǎn)換視為諧振腔的一種非線性損耗，并考慮調(diào)Q激光速率方程的新模型，對(duì)Nd：YvO<,4>/KTP、Cr<'4+>：YAG被動(dòng)調(diào)O綠激光脈沖輸出性能進(jìn) 行了理論模擬。(第二章第二節(jié) 對(duì)LD泵浦GaAs被動(dòng)調(diào)Q Nd：YVO<,4>激光進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究，測(cè)量了不同輸出鏡反射率下輸出脈沖的寬 度、重復(fù)率、單脈沖能最及峰值功率隨泵浦功率的變化關(guān)系；存理淪分析中，考慮GaAs飽和吸收體的單、雙光子吸收過程，利用速率方程的新模型，對(duì) GaAs破動(dòng)淵Q輸出特性進(jìn)行了數(shù)值模擬，理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符合。(第三章第一節(jié) I

31、V實(shí)現(xiàn)了LD泵浦Nd：GdVO<,4>體、KTP內(nèi)腔倍頻、GaAs被動(dòng)訓(xùn) Q0.53m綠激光運(yùn)轉(zhuǎn)，測(cè)量了不同泵浦功率下的脈沖寬度、重復(fù)率、單脈沖能量和峰值功率，并運(yùn)用速率方程的新模型，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了理論模擬。 (第三章第二節(jié) V研究了LD泵浦Nd：GdVO<,4>晶體、GaAs被動(dòng)調(diào)Q激光的脈寬控制特性，結(jié)果表明，改變GaAs飽和吸收體在激光腔內(nèi)的位置及泵浦 光束腰在激活介質(zhì)中的位置能有效地控制脈寬；在理論分析中，考慮激活介質(zhì)的薄透鏡效應(yīng)，利用ABCD矩陣?yán)碚?，給出了振蕩光光斑半徑隨泵浦功率、 泵浦光半徑以及在激光腔內(nèi)不同位置的變化關(guān)系，運(yùn)用速率方程新模型直接獲得了脈

32、寬與振蕩光和泵浦光光斑大小之間的關(guān)系，理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相 符。(第四章第一節(jié) VI采用三鏡折疊腔結(jié)構(gòu)，通過分別改變Cr<'4+>:YAG飽和吸收體在激光腔內(nèi)的位置及泵浦光束腰在激活介質(zhì)中的位置，實(shí)現(xiàn)了 對(duì)LD泵浦Nd:YVO<,4>/KTP內(nèi)腔倍頻、Cr<'4+>:YAG被動(dòng)調(diào)Q綠激光的脈寬控制；在理論分析中，首先給出了振蕩光光束半徑隨泵浦功率、泵浦光半徑以及 在腔內(nèi)不同位置的變化關(guān)系，之后利用速率方程對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了理論模擬。(第四章第二節(jié) VII對(duì)LD泵浦聲光和Cr<'4+>針:YAG雙調(diào) ONd:YVO<,4

33、>激光的脈寬壓縮特性進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究，測(cè)量了不同聲光調(diào)制頻率下雙調(diào)Q和單一聲光調(diào)Q兩種激光的脈寬隨泵浦功率的變化關(guān)系，結(jié)果 表明，與單一聲光調(diào)Q激光相比，雙調(diào)Q激光的脈寬明顯被壓縮；同時(shí)，考慮腔內(nèi)光子數(shù)密度的橫向與縱向分布以及激活介質(zhì)反轉(zhuǎn)粒子數(shù)密度、飽和吸收 體基態(tài)粒子數(shù)密度和泵浦光的橫向空間分布，首次給出了描述主被動(dòng)雙調(diào)Q激光脈沖輸出性能的速率方程模型，數(shù)值求解方程的理論計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相 符。(第五章第一節(jié) V實(shí)現(xiàn)了LD泵浦Nd:GdVO<,4>晶體、聲光和GaAs雙調(diào)Q激光運(yùn)轉(zhuǎn)，并與單一聲光或GaAs闊QNd:GdVO<,4>激光進(jìn)行了比較，測(cè) 量了不同

34、聲光調(diào)制頻率下三種調(diào)Q激光的脈沖輸出特性，結(jié)果顯示，雙調(diào)Q激光不但脈寬被壓縮，而且產(chǎn)生的脈沖形狀更對(duì)稱：在理論分析中， 考慮 GaAs飽和吸收體的單、雙光子吸收過稚，利用主被動(dòng)調(diào)Q速率方程模型，對(duì)聲光和GaAs雙調(diào)Q激光運(yùn)轉(zhuǎn)特性進(jìn)行了理論模擬。(第五章第二節(jié) IX 將 GaAs 同時(shí)兼做調(diào)Q元件和諧振腔的輸出鏡，實(shí)現(xiàn)了 LD 泵浦 Nd:GdVO<,4>晶體、Cr<'4+>：YAG和GaAs艤被動(dòng)調(diào)Q激光運(yùn)轉(zhuǎn)，并同Cr<'4+>：YAG或GaAs單一 被動(dòng)調(diào)ONd:GdVO<,4>激光進(jìn)行了比較，測(cè)量了不同Cr<'4

35、+>：YAG小信號(hào)透過率下三種調(diào)Q激光的脈寬、重復(fù)率、單脈沖能量和峰值功率隨泵浦功率的變化 關(guān)系，結(jié)果表明，同單一被動(dòng)調(diào)Q激光相比，雙被動(dòng)調(diào)Q脈沖激光不僅能壓縮脈寬、形狀更對(duì)稱，而且單脈沖能量和峰值功率較高；在理論分析中，通過 進(jìn)一步考慮激活介質(zhì)反轉(zhuǎn)粒子數(shù)密度和泵浦光的縱向分布，首次給出了描述雙被動(dòng)調(diào)Q激光脈沖輸出性能的速率方程模型，理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合。 (第五章第三節(jié) X 采用三鏡折疊腔結(jié)構(gòu)，對(duì)LD泵浦聲光和GaAs雙調(diào)QNd:YVO<,4>/KTP綠激光脈寬壓縮特性進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究，并同單一聲光或 GaAs調(diào)QNd:YvO<,4>/KTP激光進(jìn)行了比

36、較，測(cè)量了三種調(diào)Q激光的脈寬隨泵浦功率和聲光調(diào)制頻率的變化關(guān)系，該雙調(diào)Q激光的最大特點(diǎn)也是不但脈寬被壓 縮，而且產(chǎn)生的脈沖形狀更對(duì)稱；同時(shí)，利用主被動(dòng)調(diào)Q速率方程模型，對(duì)聲光和GaAs雙調(diào)Q綠激光運(yùn)轉(zhuǎn)特性進(jìn)行了理論分析。(第五章第四節(jié) XI采用Cr<'4+>：YAG作為飽和吸收體，利用PPKTP作為折疊內(nèi)腔倍頻晶體，實(shí)現(xiàn)了LD泵浦Nd:YvO<,4>晶體被動(dòng)調(diào)Q 0.53m綠激光輸出，測(cè)量了不同 Cr<'4+>：YAG小信號(hào)透過率、不同泵浦功率下的脈沖寬度、重復(fù)率、單脈沖能量和峰值功率，同時(shí)，運(yùn)用準(zhǔn)相位匹配理論和速率方程新模型對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果 進(jìn)行

37、了理論模擬。(第六章第一節(jié) XII實(shí)現(xiàn)了LD泵浦Nd:YVO<,4>晶體、PPKTP折疊腔倍頻、GaAs被動(dòng)調(diào)Q 0.53 m綠激光運(yùn)轉(zhuǎn)，測(cè)量了脈沖寬度、 重復(fù)率、單脈沖能量和峰值功率隨泵浦功率的變化關(guān)系，數(shù)值求解Nd:YVO<,4>/PPKTP、GaAs被動(dòng)調(diào)Q耦合方程組的理論計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符。(第六章 第二二節(jié) X實(shí)現(xiàn)了LD泵浦Nd:YVO<,4>/PPKTP折疊腔倍頻、聲光調(diào)Q 0.53m綠激光輸出，對(duì)不同聲光調(diào)制頻率、不同泵浦功率下的脈沖寬度、單 脈沖能量和峰值功率進(jìn)行了測(cè)量，并利川耦合速率方程組對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了理論模擬。(第六章第三節(jié) 0 論文

38、的主要?jiǎng)?chuàng)新工作包括： 首次 考慮腔內(nèi)光子數(shù)密度的橫向與縱向分布以及激活介質(zhì)反轉(zhuǎn)粒子數(shù)密度和泵浦光的橫向空間'分布，建立了拙述LD泵浦固體調(diào)Q激光運(yùn)轉(zhuǎn)特性的速率方程新 模型，并運(yùn)用該模型對(duì)Cr<'4+>YAG被動(dòng)調(diào)Q激光特性進(jìn)行了數(shù)值模擬，理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符。 考慮飽和吸收體GaAs單、雙光子吸收過程，首 次運(yùn)用速率方程新模型對(duì)GaAs被動(dòng)調(diào)Q激光的運(yùn)轉(zhuǎn)特性進(jìn)行了理論分析，數(shù)值求解方程的理論計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合。 首次對(duì)LD泵浦 Nd：Gdv0<,4>晶體、GaAs被動(dòng)調(diào)Q和Nd：Yv0<,4>/KTP、Cr<'4+>

39、：YAG被動(dòng)調(diào)Q的綠激光脈寬控制特性進(jìn)行了研究，考慮激活介質(zhì)的薄透鏡效應(yīng)，利用 ABCD矩陣?yán)碚?，首次給出了直腔和三鏡折疊腔中振蕩光光斑半徑隨泵浦功率、泵浦光半徑以及在激光腔內(nèi)不同位置的變化關(guān)系，運(yùn)用速率方程新模型獲 得了脈寬與振蕩光和泵浦光光斑大小之間的關(guān)系，從而首次從理論上直接證明了改變飽和吸收體在激光腔內(nèi)的位置及泵浦光束腰在激活介質(zhì)中的位置能 有效地對(duì)脈寬進(jìn)行控制。 首次實(shí)現(xiàn)了LD泵浦Nd：Yv0<,4>晶體、聲光一Cr<'4+>：YAG雙調(diào)Q和Nd：GdV0<,4>晶體、聲光一GaAs主被動(dòng)調(diào)Q及 Nd：Gdv0<,4>晶體、Cr

40、<'4+>：YAGGaAs雙被動(dòng)調(diào)Q和Nd：YV0<,4>/KTP、聲光一GaAs雙調(diào)Q激光運(yùn)轉(zhuǎn)，并對(duì)雙調(diào)Q激光的脈寬壓縮特性以及脈沖對(duì)稱性進(jìn) 行了研究，考慮腔內(nèi)光子數(shù)密度、激活介質(zhì)反轉(zhuǎn)粒子數(shù)密度和泵浦光的橫向與縱向分布，首次給出了描述雙調(diào)Q激光運(yùn)轉(zhuǎn)特性的速率方程模型，數(shù)值求解 方程的理論計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符。 首次利用PPKTP作為倍頻晶體，對(duì)LD泵浦Nd：YV0<,4>晶體、Cr<'4+>：YAG和GaAs被動(dòng)調(diào)Q及聲光調(diào)Q綠激 光特性進(jìn)行了系統(tǒng)的理論和實(shí)驗(yàn)研究，將二次諧波轉(zhuǎn)換視為諧振腔的一種非線性損耗，首次將準(zhǔn)相位匹配理論和

41、速率方程新模型相結(jié)合，對(duì)PPKTP晶體在 以上_三種調(diào)凋Q方式中的倍頻特性進(jìn)行了數(shù)值模擬，理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符。 9.期刊論文 杜戈果.朱鶴元.朱九皋.李富銘 用于準(zhǔn)相位匹配的LD泵浦Nd:YAG 9 4 6nm連續(xù)激光光源 -光子學(xué)報(bào) 2001,30(8 本文為泵浦質(zhì)子交換準(zhǔn)相位匹配波導(dǎo)器LiNbO3提供了激光光源,用808nm半導(dǎo)體激光器泵浦Nd:YAG晶體,在室溫下獲得946nm激光連續(xù)輸出大于 120mW,斜率效率9.8%,并且在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了LD泵浦Nd:YAG/KNbO3473nm藍(lán)色激光器的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),報(bào)道了初步的實(shí)驗(yàn)結(jié)果并對(duì)此進(jìn)行了詳細(xì)的分析,提出了 改進(jìn)方案. 10.學(xué)位論文

42、 武偉 LD泵浦c-cut Nd：GdVO<,4>晶體激光特性研究 2006 激光二極管(LD泵浦的固體激光器具有高穩(wěn)定性，高效率，高能量的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于軍事、工業(yè)、醫(yī)學(xué)和科學(xué)研究等領(lǐng)域，已成為國(guó)內(nèi)外激光 器領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。Nd：GdVO<,4>晶體是一種與Nd：YVO<,4>晶體同晶型的Nd<'3+>基質(zhì)晶體，除具有Nd：YVO<,4>晶體的優(yōu)點(diǎn)(發(fā)射截面大、吸收系數(shù)大 、輸出為線偏振等之外，它在<110>方向具有高的熱導(dǎo)率(11.7Wm<'-1>K<'-1>，高于Nd

43、：YVO<,4>晶體(5.4Wm<'-1>K<'-1>及Nd：YAG晶體(11.1wm<'1>K<'-1>，使其成為適于高功率泵浦的新型激光晶體。由于切割方向的不同，激光晶體沿不同方向的結(jié)構(gòu)參數(shù)具有很大的差異，從而導(dǎo)致不同的激光特 性。目前對(duì)于a軸切割Nd：GdVO<,4>的研究工作比較多，激光特性研究比較全面。然而對(duì)于c軸切割Nd：GdVO<,4>晶體的激光特性研究相對(duì)較少，特別是 理論研究不足。 本論文從理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面系統(tǒng)研究了c-cut Nd：GdVO<,4>晶體作為激光工作物質(zhì)的激光特性。我們使用光纖耦合的半導(dǎo)體激 光器作為泵浦源，采用聲光調(diào)制器、Cr<'1+>：YAG及GaAs飽和吸收體三種常用調(diào)Q方式，對(duì)c-cut Nd：GdVO<,4>晶體1.06um和KTP內(nèi)腔倍頻