LD泵浦声光/GaAs双调Q锁模YVO4.Nd:YVO4激光特性研究

摘要

全固化激光器由于其结构简单、泵浦效率高、稳定性好和光束质量高等特点,在精细加工、光通信、光存储、医疗等领域有着广泛的应用。
　　 Nd:YVO4是最常用的激光晶体。但是它热传导率较低,机械硬度也相对较小,这就限制了其在高功率激光器中的应用。利用热键合的的方法,在Nd:YVO4晶体的通光方向上键合上纯的YVO4晶体,它可以有效地传导Nd:YVO4晶体由于吸收泵浦光能量而产生的热量,从而改善激光器的热效应,提高高斯光束的输出质量和输出功率。
　　 本论文采用光纤耦合输出的激光二极管(LD)作泵浦源,以声光(AO)和GaAs进行主被动双损耗调制,实现YVO4/Nd:YVO4晶体基频和倍频双调Q锁模激光运转,测量了不同泵浦功率下激光的平均输出功率和不同AO重复率下调Q脉包络的脉宽、脉冲能量等。实验结果表明,与单一GaAs被动调Q锁模激光相比,由于调Q包络的重复率为AO调Q开关的重复率,因而这种主被动双调Q锁模激光具有较高的稳定性、较大的单脉冲能量和较高的峰值功率。考虑光强起伏机制,建立了LD泵浦双损耗调制调Q锁模激光耦合的方程组,数值求解方程组理论模拟值与实验结果相符。
　　 1.采用三镜折叠腔结构,实现了LD泵浦YVO4/Nd:YVO4晶体、声光——GaAs主被动双调Q锁模1064nm激光运转。测量了不同泵浦功率下激光的平均输出功率、脉冲能量、不同AO重复率下调Q脉包络的脉宽,估算了锁模脉冲宽度。实验结果表明双调Q锁模激光有很好的稳定性,锁模脉冲的调制深度可以达到80％。建立了双调Q锁模激光耦合的速率方程组,数值求解方耦合程组理论模拟值与实验结果相符。
　　 2.实现了LD泵浦YVO4/Nd:YVO4晶体、KTP内腔倍频、声光——GaAs主被动双调Q锁模532nm绿激光运转。测量了不同泵浦功率下激光器的平均输出功率、脉冲能量、调Q脉包络的脉宽,估算了锁模脉冲宽度、锁模脉冲的调制深度。实验结果表明,利用声光(AO)和GaAs进行双损耗调制可以得到稳定的脉冲序列,更深的调制深度和更高的峰值功率。理论模拟与实验结果一致。
　　 论文的主要创新工作:
　　 1.首次从理论和实验上研究了LD泵浦YVO4/Nd:YVO4键合晶体、声光(AO)——GaAs双损耗调制的调Q锁模1064nm激光特性,理论计算与实验结果相符。
　　 2.首次从理论和实验上研究了LD泵浦YVO4/Nd:YVO4晶体、KTP内腔倍频、声光(AO)——GaAs双损耗调制的调Q锁模532nm激光特性,理论计算与实验结果相符。