掠入射板條結(jié)構(gòu)皮秒激光放大器的研究.pdf

1、隨著半導(dǎo)體泵浦的全固態(tài)激光技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是半導(dǎo)體泵浦的板條激光放大器的發(fā)展，很大程度上提升了固體激光的輸出功率，改進(jìn)了光束質(zhì)量。由于半導(dǎo)體泵浦板條放大器具有效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、光束質(zhì)量好的特點(diǎn)，在工業(yè)加工、非線性頻率變換等許多領(lǐng)域都有廣泛的使用，也是目前激光領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō)，激光器種子源的輸出功率比較低，在實(shí)際操作中會(huì)采用主振蕩功率放大裝置(Master Oscillator Power Amplifier,MOPA)來(lái)提升

2、激光的輸出功率來(lái)滿足應(yīng)用需求。近幾年，基于板條放大裝置直接放大低功率種子源的技術(shù)在國(guó)際上已經(jīng)引起了比較大的關(guān)注。
　　本論文對(duì)采用Nd∶YVO4板條晶體放大低功率的被動(dòng)調(diào)Q微晶片皮秒種子源的技術(shù)進(jìn)行研究，以獲得高增益、高光束質(zhì)量全固態(tài)皮秒激光放大器。
　　與端面泵浦棒狀結(jié)構(gòu)相比，半導(dǎo)體側(cè)面泵浦板條型增益介質(zhì)能有效減小介質(zhì)內(nèi)部的熱致波前畸變與熱應(yīng)力。板條介質(zhì)的冷卻面大，厚度薄，表面積體積比大，可以高效實(shí)現(xiàn)對(duì)晶體的散熱，降低晶體

3、中的溫度梯度。通過(guò)對(duì)掠入射板條內(nèi)部由折射率引起的熱致波前畸變和熱透鏡效應(yīng)進(jìn)行分析，垂直方向由于板條結(jié)構(gòu)會(huì)有一個(gè)補(bǔ)償作用，對(duì)板條的熱效應(yīng)影響較小。在垂直方向上采取較小的光斑時(shí)，會(huì)有很高的提取，并且光束質(zhì)量幾乎不會(huì)惡化。本文理論分析了內(nèi)部入射角、種子光在泵浦面上的水平寬度和外部光斑大小之間的關(guān)系。采用新型的液態(tài)金屬材料作為熱傳導(dǎo)材料，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其散熱性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的薄銦膜，改善了板條實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的熱效應(yīng)?；诳娠柡臀阵w(SESAM)被動(dòng)

4、調(diào)Q微晶片皮秒源，將脈沖重復(fù)頻率100kHz、脈沖寬度～90ps、光束質(zhì)量M2≤1.16的10mW低功率種子光經(jīng)過(guò)掠入射N(xiāo)d∶YVO4板條單通放大，最終獲得11.4W的激光輸出，光光效率達(dá)到20.7％，光束質(zhì)量Mx2=1.25，My2=1.20。通過(guò)增加垂直方向的泵浦光大小，降低泵浦面的功率密度，經(jīng)過(guò)掠入射板條雙通放大，最終放大獲得13W的激光輸出，光光效率達(dá)到23％，峰值功率～1.2MW，單脈沖能量130μJ，光束質(zhì)量Mx2=1.30