共振泵浦在摻Nd3+全固態(tài)激光器及非線性光學(xué)頻率變換技術(shù)中的應(yīng)用.pdf

1、共振泵浦方式能夠大幅減小全固態(tài)激光器中泵浦光與激光間的量子虧損這一最主要熱源,從根本上減少進(jìn)入工作介質(zhì)的無用熱,是緩解熱效應(yīng)的有效手段,但存在泵浦吸收系數(shù)較小,不利于實(shí)現(xiàn)高光光效率的缺點(diǎn)。本文詳細(xì)研究了摻Nd3+激光工作介質(zhì)的參數(shù)對泵浦吸收和轉(zhuǎn)換效率的影響,通過優(yōu)化晶體參數(shù),利用簡單的泵浦結(jié)構(gòu)和腔型實(shí)現(xiàn)共振泵浦下激光器的高光光效率;在此基礎(chǔ)上,將共振泵浦應(yīng)用于內(nèi)腔單諧振光學(xué)參量振蕩器(ICSRO)和自拉曼激光器等受熱效應(yīng)影響非常嚴(yán)重的非

2、線性光學(xué)頻率變換技術(shù)中,與808nm傳統(tǒng)泵浦的對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比,共振泵浦的應(yīng)用在輸出功率、轉(zhuǎn)換效率、功率穩(wěn)定性以及光束質(zhì)量等方面都帶來明顯的優(yōu)勢。主要內(nèi)容包括以下幾部分:
　　1.利用880nmLD泵浦Nd:YVO4激光器,通過優(yōu)化晶體參數(shù),利用簡單的端泵直腔結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了高于808nm傳統(tǒng)泵浦的光光效率;885nmLD泵浦Nd:YAG光光效率也與傳統(tǒng)泵浦下接近;同時(shí)熱負(fù)載均得到了明顯的降低。
　　2.利用Nd:YVO4激光器的

3、914nm輸出熱助推泵浦Nd:YVO4激光器,1064nm和1342nm輸出相對吸收泵浦功率的斜率效率分別達(dá)到82.0％和65.4%;優(yōu)化晶體參數(shù)后1064nm輸出光光效率超過50%,為同類激光器的最高效率,熱負(fù)載極低的高斯塔克能級熱助推泵浦方式的光光效率達(dá)到可實(shí)用化水平。
　　3.提出全固態(tài)激光器的綜合泵浦方式,討論了綜合泵浦方式的適用范圍以及最優(yōu)功率配比的確定方法;搭建808nm+880nmLD端面綜合泵浦的Nd:YVO4激光

4、器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,對綜合泵浦方式的設(shè)想和理論分析進(jìn)行了初步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　4.880nmLD共振泵浦連續(xù)波Nd:YVO4-PPLNICSRO,獲得了波長調(diào)諧范圍3.66-4.22μm、最高1.54W的閑頻光輸出,功率、效率和穩(wěn)定性相比808nm泵浦下明顯提高;實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了通過振蕩信號光耦合輸出優(yōu)化ICSRO閾值,從而抑制高泵浦功率下的逆轉(zhuǎn)換過程,提高下轉(zhuǎn)換效率的理論預(yù)期,21.4W泵浦下同時(shí)獲得1.43W3.66μm閑頻光和5.03W