LD泵浦c-cut Nd：GdVO-,4-晶體激光特性研究.pdf

1、激光二極管(LD)泵浦的固體激光器具有高穩(wěn)定性，高效率，高能量的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于軍事、工業(yè)、醫(yī)學(xué)和科學(xué)研究等領(lǐng)域，已成為國(guó)內(nèi)外激光器領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。Nd：GdVO<,4>晶體是一種與Nd：YVO<,4>晶體同晶型的Nd<'3+>基質(zhì)晶體，除具有Nd：YVO<,4>晶體的優(yōu)點(diǎn)(發(fā)射截面大、吸收系數(shù)大、輸出為線(xiàn)偏振等)之外，它在<110>方向具有高的熱導(dǎo)率(11.7Wm<'-1>K<'-1>)，高于Nd：YVO<,4>晶體(5.4Wm<'

2、-1>K<'-1>)及Nd：YAG晶體(11.1wm<'-1>K<'-1>)，使其成為適于高功率泵浦的新型激光晶體。由于切割方向的不同，激光晶體沿不同方向的結(jié)構(gòu)參數(shù)具有很大的差異，從而導(dǎo)致不同的激光特性。目前對(duì)于a軸切割Nd：GdVO<,4>的研究工作比較多，激光特性研究比較全面。然而對(duì)于c軸切割Nd：GdVO<,4>晶體的激光特性研究相對(duì)較少，特別是理論研究不足。 本論文從理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面系統(tǒng)研究了c-cut Nd：GdVO

3、<,4>晶體作為激光工作物質(zhì)的激光特性。我們使用光纖耦合的半導(dǎo)體激光器作為泵浦源，采用聲光調(diào)制器、Cr<'1+>：YAG及GaAs飽和吸收體三種常用調(diào)Q方式，對(duì)c-cut Nd：GdVO<,4>晶體1.06um和KTP內(nèi)腔倍頻0.53um激光特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)量，并利用速率方程對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了理論分析；同時(shí)在相同條件下，將c-cut Nd：GdVO<,4>晶體實(shí)驗(yàn)理論數(shù)據(jù)與a-cut Nd：GdVO<,4>晶體的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較，通過(guò)對(duì)

4、比顯示了c-cutNd：GdVO<,4>晶體作為激光物質(zhì)的一些優(yōu)良特性。 論文的主要內(nèi)容概括如下： 1、實(shí)驗(yàn)研究了LD泵浦c-cut Nd：GdVO<,4>激光器的基頻光及倍頻光連續(xù)輸出特性。 2、采用短平一凹腔，首次研究了LD泵浦GaAs被動(dòng)調(diào)Q c-cut Nd：GdVO<,4>激光器在不同輸出鏡透過(guò)率情況下的激光特性，在泵浦功率為5.4W時(shí)獲得了13.7ns的最短脈寬。同時(shí)給出了耦合速率方程組，數(shù)值求解的理

5、論值與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符。 3、研究了LD泵浦Cr<'1+>：YAG被動(dòng)調(diào)Qc-cut Nd：GdVO<,1>激光器1.06um激光輸出特性。當(dāng)Cr<'1+>：YAG小信號(hào)透過(guò)率T<,o>=91％、泵浦功率5.4w時(shí)，獲得最大單脈沖能量52.5uJ，峰值功率為l330W。數(shù)值求解速率方程的理論計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符。 4、首次研究了LI泵浦聲光主動(dòng)調(diào)QC-cut Nd:GdVO<,1>激光器1.06μm激光輸出 特性。 5、采

6、用三鏡折疊腔，首次對(duì)比研究了LD泵浦GaAs被動(dòng)調(diào)Qc-ut Nd：GdVO<,1>/KTP與a-cut Nd：GdVO<,1>/KTP內(nèi)腔倍頻激：光器輸出特性，給出并求 解了速率方程組。 6、采用三鏡折疊腔，首次對(duì)比研究了LD泵浦Cr<’1+>：YAG被動(dòng)調(diào)Qc-cut Nd：GdVO<,1>/KTP與a-cut Nd:GdVO<,4>/KTP內(nèi)腔倍頻激光器輸出特性，給出并求解了速率方程組。 7、采用三鏡折疊腔，

7、研究了LD泵浦聲光主動(dòng)調(diào)Qc-cut Nd：GdVO<,4>/KTP內(nèi)腔倍頻激光器輸出特性，給出并求解了速率方程組。 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)：1、利用LD端面泵浦方式，采用平一凹腔，首次從理論和實(shí)驗(yàn)上系統(tǒng)研究了聲光、GaAs及Cr<’1+>：YAG飽和吸收體調(diào)Qc軸切割Nd：GdVO<，4>．激光器1.06μm激光輸出特性； 2、采用三鏡折疊腔，利用腔內(nèi)倍頻方法，首次實(shí)現(xiàn)了LD泵浦C軸切割 Nd：GdVO<,4>/KTP 532n

8、m激光器的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)及聲光、GaAs和Cr<’1+>：YAG飽和吸收 體的調(diào)Q運(yùn)轉(zhuǎn)，并從理論上進(jìn)行了數(shù)值分析，理論計(jì)算值和實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致； 3、首次較為全面地對(duì)a軸切割Nd：GdVO<,4>晶體與c軸切割Nd：GdVO<,4>晶體的激光 特性進(jìn)行了對(duì)比研究，得出了c-cut Nd：GdVO<,4>激光器的一些優(yōu)點(diǎn)。 通過(guò)對(duì)c-cut Nd：GdVO<,4>，晶體激光性能的研究，可以看出c-cut Nd：GdVO<,4>。