釩酸鹽晶體的激光特性研究.pdf

1、半導(dǎo)體泵浦的全固態(tài)脈沖激光器具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)牢固、壽命長、工作穩(wěn)定、高效率等諸多優(yōu)點(diǎn),能夠輸出高峰值功率、窄脈寬、高光束質(zhì)量的激光脈沖,廣泛的應(yīng)用在軍事、工業(yè)、醫(yī)療和科研等領(lǐng)域.半導(dǎo)體泵浦全固態(tài)脈沖激光器作為國內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn),激光器性能正在不斷的完善和快速的發(fā)展,比如激光器的輸出功率在不斷提高,光束質(zhì)量在不斷的改善,穩(wěn)定性不斷提高,脈沖寬度在不斷的減小,成本不斷降低等.這些進(jìn)步的基礎(chǔ)是選擇具有優(yōu)良性能的增益介質(zhì)和優(yōu)良的激光器

2、脈沖調(diào)制材料.本文以新型釩酸鹽鍵合混晶YVO4/Nd:Y0.9La0.1VO4作為激光增益介質(zhì),研究了新型晶體的連續(xù)激光特性和以Cr4+:YAG作為飽和吸收體的被動調(diào)Q激光特性。以碳納米管、石墨烯和SiC等作為新型的飽和吸收體研究了Nd:YVO4的被動調(diào)Q,鎖模和調(diào)Q鎖模脈沖激光特性。主要內(nèi)容概括如下:
　　1.回顧了全固態(tài)激光器的歷史和發(fā)展過程;簡單地介紹和比較了幾種摻Nd3+釩酸鹽激光材料;介紹了調(diào)Q的基本原理和實(shí)現(xiàn)脈沖激光輸

3、出的幾種常見的調(diào)Q技術(shù)方式;簡述了鎖模技術(shù)的原理及鎖模激光器的發(fā)展歷程,目前的研究熱點(diǎn)和進(jìn)展;介紹了近年來出現(xiàn)的新型飽和吸收體的優(yōu)點(diǎn).
　　2.首次實(shí)驗研究了LD端面泵浦新型釩酸鹽鍵合YVO4/Nd:Y0.9La0.1VO4混合晶體連續(xù)和Cr4+:YAG被動調(diào)Q輸出特性:采用平-凹腔,獲得了最大11.9 W的輸出;采用平平腔實(shí)驗測量了晶體的熱焦距和最佳透過率曲線,并通過計算得到了功率透過率曲線,實(shí)驗與計算結(jié)果符合較好,最佳透過率在

4、15％左右;采用輸出透過率為50％的輸出鏡,實(shí)驗中用初始透過率60％的Cr4+:YAG,獲得了最短8.8 ns的脈沖輸出,頻率80 kHz,單脈沖能量41.6μJ,對應(yīng)峰值功率4.63 kW.
　　3.綜述了碳納米管飽和吸收體的發(fā)展和研究現(xiàn)狀,以及基于碳納米管的脈沖激光器的國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r;采用碳納米管為飽和吸收體實(shí)驗研究Nd:YVO4的脈沖特性:用V型腔獲得了穩(wěn)定的調(diào)Q脈沖輸出,脈沖寬度為332 ns,重復(fù)頻率為165.6 kH

5、z;采用Z型腔獲得了293 mW的鎖模輸出,光光轉(zhuǎn)化效率19.9％,重復(fù)頻率97.4 MHz,單脈沖能量為3 nJ;實(shí)驗中還采用了斬波器對鎖模的穩(wěn)定性問題進(jìn)行了研究。
　　4.綜述了新材料石墨烯和基于石墨烯飽和吸收體的發(fā)展,并調(diào)研了基于石墨烯飽和吸收體的國內(nèi)外最新進(jìn)展;采用石墨烯為飽和吸收體實(shí)驗研究了Nd:YVO4的脈沖特性:V型腔獲得了,脈沖寬度為262 ns,重復(fù)頻率為200 kHz的穩(wěn)定調(diào)Q輸出;用Z型腔獲得了127 mW的