LD泵浦新型摻鐿全固態(tài)超快激光器.pdf

1、超快激光一般是指脈寬在皮秒、飛秒到阿秒的脈沖激光。超快激光由于本身具備持續(xù)時間短、峰值功率高、光譜寬等優(yōu)異特性，在工業(yè)加工、光存儲、生物醫(yī)療和信息通訊等眾多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。隨著激光二極管(Laser Diode，簡寫LD)制造工藝的日漸成熟，LD泵浦的全固態(tài)被動鎖模激光器已成為獲得超快激光較為理想的方式。增益介質(zhì)作為激光產(chǎn)生裝置中不可或缺的組成部分，它的探索與創(chuàng)新也會為固態(tài)鎖模激光器的發(fā)展帶來新的機遇。其中適合于LD泵浦的摻Y(jié)b3+激

2、光晶體已成為目前獲得超短脈沖的主要介質(zhì)之一。摻Y(jié)b3+激光晶體的基質(zhì)主要有硼酸鹽、硅酸鹽、石榴石型晶體以及氟化物等。本文結(jié)合現(xiàn)有的實驗條件及晶體的研究價值，采用LD端面泵浦，對有代表性且性能優(yōu)良的Yb:Y2SiO5、Yb:CaF2–SrF2和Yb,Y:CaF2晶體進行超快鎖模激光特性的研究。以下是本文的主要內(nèi)容：
　　1.回顧了全固態(tài)激光器、超快激光器及摻鐿激光器的發(fā)展歷程，并對它們的特點進行了總結(jié)；對鎖?；驹砑盎诳娠柡臀?/p>

3、體的被動鎖模技術(shù)進行了理論分析，并介紹了幾種本文實驗中所用的可飽和吸收體。
　　2.對LD泵浦氧化石墨烯鎖模Yb:Y2SiO5晶體的飛秒激光器進行了研究。簡要介紹了氧化石墨烯可飽和吸收體的特點及制備過程，并以此為鎖模元件，首次實現(xiàn)了Yb:Y2SiO5晶體的飛秒激光輸出。在腔內(nèi)插入SF10棱鏡對，獲得了脈寬為763 fs的鎖模脈沖，最大平均輸出功率為700 mW，鎖模激光中心波長為1059 nm。
　　3.對LD泵浦石墨烯鎖模

4、Yb:Y2SiO5晶體的超快激光器進行了研究。對所用透射式三明治結(jié)構(gòu)的石墨烯可飽和吸收體的制備方法進行了介紹；在對其表征的基礎(chǔ)上，首次以高質(zhì)量的石墨烯為可飽和吸收體，獲得了Yb:Y2SiO5晶體的鎖模激光輸出。在未加色散元件的情況下，得到了1.013 W的最短脈寬為883 fs的脈沖序列，鎖模激光中心波長為1042.6 nm。
　　4.實現(xiàn)了LD泵浦的基于Yb:CaF2–SrF2混晶的飛秒激光運轉(zhuǎn)。在腔內(nèi)添加消色散裝置，以SESA

5、M作為可飽和吸收體，對Yb:CaF2–SrF2混晶的鎖模激光特性進行了研究。鎖模脈寬為~634 fs，這是到目前為止，基于Yb:CaF2–SrF2混晶的最短脈沖激光輸出。
　　5.對LD泵浦的新型Yb,Y:CaF2晶體的連續(xù)激光和鎖模激光特性進行了研究?；诓煌壤M分Yb,Y:CaF2晶體的光譜特性分析，首次對Yb,Y:CaF2晶體的連續(xù)激光特性進行了研究，獲得的最大輸出功率為1.48 W，斜效率為31.3％。并以SESAM為吸