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全固态激光器具有体积小、重量轻、效率高、光束质量好、稳定性好,维护费用低等优点,随着激光技术的发展,其在工业、军事、医疗和科研等领域中发挥着越来越重要的作用。绿光是三基色之一,紧凑型绿光光源是显示领域不可缺少的部分。短腔和微片绿光激光器因其在微投影,便携投影和大型激光电视等领域的重要应用而成为研究的热点。本论文主要进行LD端面泵浦腔内倍频短腔和微片绿光激光器的理论设计和实验研究。主要工作有: (1)利用二次谐波理论对LD端面泵浦全固态绿光激光器进行了分析,结合理论模拟和分析了极化周期随基频光波波长的变化关系、允许周期和基频光波波长随匹配温度的变化关系、温度接受带宽随晶体长度的变化关系以及准相位匹配阶数和占空与倍频效率的关系。 (2)对端泵全固态绿光激光器中激光晶体和非线性晶体的热效应进行了研究,获得了激光晶体截面和沿轴向的温度场分布,在此基础上对增益介质中热透镜效应和热端面变形进行了分析和模拟,提出了减小热应力、补偿热透镜效应的方法;分析和仿真了腔内非线性晶体截面的温度场分布。 (3)结合二次谐波理论和腔内倍频速率方程给出倍频光的输出功率和晶体长度,晶体饱和光强和小信号增益系数之间的关系。 (4)进行了LD端面泵浦腔内倍频短腔和微片绿光激光器的实验研究。采用激光晶体和非线性晶体分离式直线腔结构,腔长约为40mm,在吸收泵浦功率为14W,利用MgO∶PPLN晶体获得了6.2W的绿光输出,从808nm到532nm的光—光转换效率为44.3%,在2小时内其输出功率不稳定度小于3%;采用激光晶体和非线性晶体键合式直线腔结构,在泵浦功率为1.1W,利用MgO∶PPLN晶体获得了160mW的绿光输出,从从808nm到532nm的光—光转换效率分别为14.5%。