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LD泵浦的固体激光器体积小、重量轻、寿命长、结构紧凑。相比于传统灯泵浦固体激光器具有以下优势:窄线宽(只有0.0001~0.01 nm)、高峰值功率、小发散角(容易实现基横模的高质量激光输出)、转换效率高(斜率效率超过50%,总效率达10%以上)、光束质量好(容易实现单频激光输出)。
LD泵浦的固体短脉冲激光器温度稳定性能好,性价比高,易于小型化、集成化,便于维护保养。全固态被动调Q/锁模激光器是获得纳秒、亚纳秒量级脉冲激光的理想光源,在非线性光学、光谱学、军事遥感、激光测距、激光雷达、光学数据存储、显微医学、微加工等领域有着广泛的应用空间。
LD泵浦的固体单频激光器输出功率稳定性高、能量集中、相干性好,为喇曼光谱仪、基因分析、光谱标准、相干光通信、激光光谱技术、精密测量、激光雷达等应用领域提供了优质光源。
本文的主要创新点概括如下:
首次利用脉冲LDA作为泵浦源进行了Nd:YVO<,4>激光器GaAs被动调Q实验。实验中激光器在每个泵浦脉冲持续时间的末端输出一个调Q脉冲;所得调Q脉冲最小脉冲宽度为7 ns,据我们所知,这是迄今为止以Nd:YVO<,4>为激光介质以GaAs为饱和吸收体被动调Q激光器所获得的最短脉冲宽度;研究了LDA泵浦脉冲能量、脉冲宽度、脉冲重复频率对输出调Q脉冲特性的影响;对实验结果提出了新的理论解释。
首次利用脉冲LDA作为泵浦源进行了Nd:YVO<,4>激光器GaAs被动调Q锁模实验。调Q包络内锁模脉冲的调制深度达到95%以上。研究了不同初始透过率GaAs晶片对调Q锁模脉冲特性的影响;发现了一些与连续LD泵浦固体激光器的调Q锁模不同的规律。
首次采用脉冲LDA作为泵浦源进行了Nd:YVO<,4>激光器双折射滤波片选频实验。实验中采用平一平谐振腔,结构简单、易于调节。当LDA泵浦脉宽200 μs,泵浦脉冲重复频率20 Hz,泵浦平均功率为800 mw时,得到平均功率为72.4mW的单频绿光输出,光-光转换效率为9.1%;研究了LDA泵浦脉冲能量、脉冲宽度、脉冲重复频率对单频脉冲特性的影响。
最后,对LD端泵浦固体激光器的耦合系统一透镜导管进行了光线追迹模拟,给出了最优参数。在此基础上进行了耦合实验,给出了实验结果并与理论模拟结果进行了对比讨论。