LD泵浦的SESAM被動(dòng)連續(xù)鎖模激光器實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、超短脈沖具有皮秒、飛秒量級(jí)的脈沖寬度，高脈沖重復(fù)頻率，寬的光譜和高的峰值功率，在物理、生物學(xué)，OCT、激光光譜學(xué)、光通信和激光精細(xì)加工，非線性頻率變換等眾多領(lǐng)域具有廣泛的用途。自1992年半導(dǎo)體可飽和吸收鏡(SESAM)發(fā)明以來(lái)，由于SESAM激光器所具有的魯棒性，緊湊性，廉價(jià)等優(yōu)點(diǎn)，使得SESAM在飛秒和皮秒鎖模激光器中得到了蓬勃的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。國(guó)外對(duì)SESAM及SESAM鎖模激光器的研究已趨成熟，而國(guó)內(nèi)則剛剛起步。在這樣的背景下

2、，本文利用國(guó)產(chǎn)SESAM，從理論和實(shí)驗(yàn)上研究了LD泵浦的Nd：YVO4被動(dòng)連續(xù)鎖模皮秒激光器，在17W泵浦功率下，獲得了平均功率53W的連續(xù)鎖模脈沖。論文的主要內(nèi)容可概括為：1、概述了國(guó)際上SESAM鎖模激光器的幾個(gè)發(fā)展方向，著重介紹了SESAM鎖模激光器在各個(gè)方向上所取得的最高水平。對(duì)大陸的發(fā)展情況也作了相應(yīng)的介紹；2、詳細(xì)地介紹半導(dǎo)體可飽和吸收鏡，涉及SESAM的誕生，SESAM的宏觀特性，SESAM的各種類型，三種鎖模類型，如何抑

3、制調(diào)Q鎖模，SESAM的熱損傷等；3、對(duì)LD端面泵浦激光器，側(cè)面泵浦激光器的熱效應(yīng)進(jìn)行了研究。利用光線追跡法和有限差分法模擬計(jì)算了LD側(cè)面泵浦激光器中，激光棒吸收的泵浦光分布和溫度分布，分析了不同的熱傳導(dǎo)系數(shù)對(duì)激光棒內(nèi)溫度的影響，后者隨前者的增大而減小，且熱傳導(dǎo)系數(shù)有一個(gè)最優(yōu)值；4、利用q參數(shù)，首次推導(dǎo)出等效像鏡存在第二個(gè)解，在使用等效像鏡法設(shè)計(jì)激光諧振腔時(shí)，該解在某些情況下更適用。用VisualC++編寫了一個(gè)諧振腔設(shè)計(jì)程序，可直觀方

4、便地設(shè)計(jì)激光諧振腔。介紹了兩鏡直腔，三鏡折疊腔，四鏡Z型腔的設(shè)計(jì)方法，對(duì)常用的三鏡折疊腔提出了改進(jìn)方法，回顧并介紹了Z型腔的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)方法；5、在兩鏡直腔中，注入泵浦功率為16.42W時(shí)，獲得了8.32W1064nm連續(xù)輸出。對(duì)三鏡折疊腔，四鏡折疊腔，五鏡折疊腔鎖模激光器進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，分析了鎖模波形中連續(xù)背景的存在原因。最終在五鏡折疊腔中，獲得了平均功率5.3W的連續(xù)鎖模輸出，注入泵浦功率17W，光-光轉(zhuǎn)換效率31.2％，斜效率34.7