小型化被動(dòng)調(diào)Q腔內(nèi)倍頻晶體拉曼黃光激光器的研究.pdf

1、560nm~600nm波長(zhǎng)范圍的黃光激光在信息存儲(chǔ)、醫(yī)療、激光顯示、軍事、大氣探測(cè)、DNA測(cè)序、通訊等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。由于常用的摻釹激光材料很難產(chǎn)生高效運(yùn)轉(zhuǎn)于1120nm~1200nm的激光,因而直接倍頻摻釹材料激光器很難產(chǎn)生黃光激光。受激拉曼散射是一種三階非線性效應(yīng),能夠有效實(shí)現(xiàn)激光頻率的轉(zhuǎn)換。以晶體作為拉曼介質(zhì)的晶體拉曼激光器可以將激光二極管(LD)泵浦摻釹材料得到的1.06μm附近的激光轉(zhuǎn)換為1.18μm附近的激光,然后再經(jīng)過腔

2、內(nèi)倍頻晶體倍頻,得到有效的590nm附近的黃光激光輸出。近幾年來,晶體拉曼黃光激光器以其結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)定性好、效率高等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的關(guān)注,成為非線性光學(xué)和固體激光器領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
　　受激拉曼散射效應(yīng)具有多種優(yōu)良的特性,如不需要相位匹配、散射光光束質(zhì)量好、亮度高、相干性好、脈寬窄、轉(zhuǎn)換效率高。此外,它還具有閾值性,即只有當(dāng)基頻光的強(qiáng)度或功率密度超過一定水平時(shí),才會(huì)出現(xiàn)明顯的受激拉曼散射效應(yīng)。一般采用調(diào)Q技術(shù)來獲得脈寬在數(shù)十納秒乃

3、至納秒量級(jí)的高峰值功率的窄脈沖基頻光,從而實(shí)現(xiàn)高效的受激拉曼散射頻率轉(zhuǎn)換。主動(dòng)調(diào)Q是在諧振腔內(nèi)加入聲光或電光調(diào)制器,被動(dòng)調(diào)Q是在諧振腔內(nèi)加入飽和吸收體,不需要其他額外的驅(qū)動(dòng)設(shè)備,具有簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊、成本低的優(yōu)點(diǎn)。
　　目前,通過被動(dòng)調(diào)Q晶體拉曼激光器來獲取黃光的研究報(bào)道較少。
　　本論文首先對(duì)LD泵浦被動(dòng)調(diào)QNd:GdVO4晶體自拉曼激光器和LD泵浦被動(dòng)調(diào)QNd:YVO4晶體自拉曼激光器進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。在晶體自拉曼激光器中,

4、一塊晶體同時(shí)作為激光介質(zhì)和拉曼介質(zhì),既完成受激輻射過程又完成受激拉曼散射過程,具有小型化、結(jié)構(gòu)緊湊、腔內(nèi)損耗小、閾值低等優(yōu)點(diǎn),但是晶體的熱透鏡效應(yīng)明顯,嚴(yán)重阻礙激光器獲得更高功率、更高效率的穩(wěn)定激光輸出。實(shí)驗(yàn)中得到了最高平均功率為520mW的1176nm拉曼光,最高的LD到拉曼光的轉(zhuǎn)換效率為10.3％,這是目前為止LD泵浦被動(dòng)調(diào)QNd:GdVO4自拉曼激光器最高的平均輸出功率和最高的泵浦光到拉曼光的轉(zhuǎn)換效率。
　　然后分別以Nd:

5、YAG晶體作為激光介質(zhì),以SrWO4晶體作為拉曼介質(zhì),對(duì)LD泵浦被動(dòng)調(diào)Q晶體拉曼激光器進(jìn)行了研究。與自拉曼激光器相比,這種結(jié)構(gòu)熱透鏡效應(yīng)降低,而且易于優(yōu)化。在泵浦功率為6.3W時(shí),得到了最高平均輸出功率為800mW的1180nm拉曼光,相應(yīng)的從泵浦光到拉曼光的轉(zhuǎn)換效率為12.7%,這是目前為止LD泵浦Cr:YAG被動(dòng)調(diào)Q內(nèi)腔式拉曼激光器的最高轉(zhuǎn)化效率。
　　最后本論文對(duì)LD泵浦被動(dòng)調(diào)QKTP腔內(nèi)倍頻Nd:YAG/SrWO4拉曼黃光