1、 可見理論值與實驗值還是有一定差距的,但總體趨勢還是吻合的比較好的,取L。一66mm,L。.一36mm 時由式(4(5(6(7(8(9(10(11(12得,各分臂光腰與熱焦距的關系如圖5所示:圖5光腰與熱焦距的關系由圖4和圖5可以看出,在泵浦功率為為12.5W時熱透鏡焦距為110mm左右,處在該諧振腔的穩區內,。和。在隨熱焦距的變化還是非常平穩的,且。約為150tim滿足模式匹配的要求,cc,。2約為50tim 滿足高倍頻效率的要求6。藍光激光器常用的倍頻晶體南LBO、BBO、BIB0等,BBO和BIBO雖然有效非線性系數大,但這兩種晶體的走離角也比較大,很難獲得高光束質量的藍光,本實驗選擇L

2、BO作為倍頻晶體,LBO雖然有效非線性系數較小,但走離角也很小,所以可以通過增加晶體的長度和緊聚焦的方法來獲得高的倍頻效率,實驗中我們選擇I。BO晶體的規格為3×3×15mm。Nd:YAG、LD和LBO晶體分別用TEC冷卻,嚴格控溫,仔細調整光路使系統的狀態達到最佳。實驗中我們利用格蘭棱鏡測量了LD發光的偏振比,大約為水平偏振與垂直偏振之比約為3:1左右,946nm激光的偏振比與LD的偏振比和偏振方向基本相同,我們采用Coherent公司的FieldMas-terGS功率計對473nm激光的輸出功率進行測量,得到了473nm藍光激光器的輸出特性曲線如圖6所示,并對藍光激光的

3、偏振進行測量,測量結果為垂直偏振與水平偏振之比約為100:1,基本為線偏振光。圖7為藍光遠場光斑,由圖可以看出該光斑為TEM。模結構,但略成橢圓,這是由于V型腔存在象散所致。.308.-毒喜鋸泵捕功翠,W圖6輸出功率與泵浦功率關系曲線我們對藍光激光的輸出功率的穩定性進行了測量,測得在一小時內的穩定度為5%左右,功率的波動性比較大,并對此進行了相應的分析,如下:(1由于Nd:YAG的吸收譜線較窄,一般為lnm左右,而LD輸出譜線隨溫度的變化約為0.3nm/,所以溫度的變化會造成功率的不穩。(2因為946nm譜線屬于準j能級系統,當溫度升高時會接近三能級系統,下能級的粒子會對激光產生重吸收使下能級

4、粒子產生躍遷,使下能級粒子數減少,這時又使三能級系統逐漸向四能級轉變,所以整個系統在三能級與四能級之間不斷跳躍,這種變化類似于一種廣義的被動調Q,從而使激光的輸出功率產生波動。(3激光器運轉過程中,存在多模,由于各模之間的模式競爭和耦合效應也會使輸出功率不穩。為使藍光激光輸出更加穩定,在以后的實驗中應采取以下措施:首先要嚴格溫控,其次946nm激光屬于準三能級系統,當溫度過高時會使準i能級趨近于j能級系統.這時會造成激光器的輸出功率不穩,所以應盡量降低晶體的溫度,最后多縱模也是不穩的原因,可以加入全波片.或偏振片等光學器件進行實驗。 圖7藍光遠場光斑 LD泵浦Nd:YAG全固態藍光激光器作者:

5、李斌, 姚矣, 李永大, 曹思維, 劉規東, 陳金強, 林楠, Li Bin, Yao Yi, Li Yongda, Cao Siwe, Liu Gudong, Chen Jingqiang, Lin Nan作者單位:長春理工大學物理系,吉林,長春,130022刊名: 應用激光英文刊名:APPLIED LASER年,卷(期:2008,28(4引用次數:1次參考文獻(6條1.Tso Yee Fan.Robert L Byer Modeling and CW operation of a Quasi-Three-Level 946nm Nd:YAG laser 1987(52.Risk.W.P.L

6、enth.W Room temperature CW 946nm Nd:YAG laser pumped by laser-diode-array andintracavity frequency doubling to 473nm 1987(123.王軍營.鄭權.薛慶華.檀慧明1.1 W連續輸出473 nm全固態藍光激光器期刊論文-中國激光 2004(054.高蘭蘭.檀慧明利用復合Nd:YAG實現600 mW高效緊湊型藍光激光器期刊論文-光子學報 2004(015.劉偉仁.陳穎新LD 泵浦的室溫運轉內腔倍頻473nm全固態藍激光器 2000(26.鄭權.趙嶺.檀慧明.錢龍生LD泵浦高效率折疊

7、腔YAG/LBO藍光激光器期刊論文-激光與紅外 2001(03相似文獻(10條1.期刊論文楊成偉.霍玉晶.何淑芳.馮立春LD泵浦的Nd:YAG陶瓷激光器-光電子·激光2004,15(7介紹了一種新型的固體激光材料-Nd:Y3Al5O12(Nd:YAG陶瓷的光學特性,設計并研制成LD泵浦的Nd:YAG陶瓷微型激光器件.閾值泵浦功率為48 mW,在泵浦功率為1.5 W時獲得了516 mW的1 064 nm連續激光輸出,光-光轉換效率為34.4%.2.學位論文姜罡高能量LD泵浦Nd:GdVO<,4>超短脈沖激光器的研究2007摻釹晶體作為傳統的激光增益介質,應用于LD泵浦的激光

8、器得到了廣泛研究。Nd:GdVO<,4>是眾多摻釹晶體中的一種新型激光晶體,它的熱導率和Nd:YAG的相當,是Nd:YVO<,4>的2倍多,擁有相對于Nd:YAG較大的吸收截面和發射截面,成為LD泵浦激光器理想的激光晶體。利用SESAM進行被動鎖模的全固態鎖模激光器,具有自啟動、穩定性好、結構簡單等優點,是近年來激光領域研究的熱點之一。 本論文對Nd:GdVO<,4>晶體SESAM被動鎖模激光器進行了理論和實驗研究,并取得了一些成果。論文主要內容概括為: 首先,簡述了超短脈沖激光技術的應用和發展歷程,回顧了全固態鎖模激光器的歷史和發展,主要討論了SESAM被

9、動鎖模技術相對于其他鎖模技術的優勢,介紹了LD泵浦的摻Nd<'3+>全固態激光器的優點和發展現狀。通過與Nd:YWO<,4>和Nd:YAG的對比分析詳細介紹了Nd:GdVO<,4>能級結構、光譜特征等激光特性,建立了激光器的速率方程,對影響連續激光器輸出功率的因素進行了分析。總結了目前鎖模技術的基本原理、重要途徑及取得的進展。闡述了半導體可飽和吸收鏡被動鎖模的機理。 進行了Nd:GdVO<,4>三種不同腔型(平凹、V型腔、Z型腔連續運轉的實驗,從諧振腔穩區、晶體上光斑模式匹配等方面,對采用不同腔長、不同透過率輸出鏡的激光腔進行了計算及對比

10、分析。 設計了SESAM被動鎖模諧振腔,在實驗上實現了LD端面抽運Nd:GdVO<,4>激光器的連續鎖模運轉。對腔的參數進行了優化,在采用不同曲率半徑折疊鏡的z型腔中獲得了1064nm穩定被動鎖模激光脈沖輸出,光譜寬度1.2nm,重復頻率分別為250MHz和100MHz。在泵浦功率為6.9W時,獲得最大平均輸出功率接近1W(970mW,光-光轉換效率13.7%。 在理論上討論了SESAM調Q鎖模的抑制,并結合實驗加以分析。測量鎖模脈沖脈寬時發現明顯的多脈沖運轉現象。通過分析找到多脈沖現象的原因以及解決辦法,并且在實驗上得到驗證,結果吻合。排除了多脈沖運轉的干擾后,用自相關儀測得鎖模

11、激光脈寬為15.1ps。運用傳輸矩陣設計了一種估算方法模擬計算熱透鏡對腔穩定性的影響,對熱不靈敏腔的設計提供了參考。 最后根據非線性介質的自相位調制(SPM理論,提出了利用SF57玻璃展寬鎖模激光光譜、壓縮脈寬的設想。設計了實驗方案,在7鏡腔中獲得連續被動鎖模激光輸出,嘗試了加入SF57玻璃的脈寬壓縮實驗,為后續工作打下良好的基礎。3.期刊論文杜戈果.朱鶴元.朱九皋.李富銘.DU Geguo.ZHU Heyuan.ZHU Jiugao.LI Fuming LD泵浦Nd:YAG 946nmCW激光器研究-激光與紅外2001,31(3文章簡述了NdYAG 946nm激光器特別是LD泵浦的NdYAG

12、 946nm 激光器的發展,在國內首次實現了LD泵浦NdYAG 946nm激光器的連續運轉,報道了初步的實驗結果并對此進行了詳細的分析,提出了改進方案.4.學位論文劉敏LD泵浦Nd:KGd(WO<,4><,2>激光特性研究2009窄脈寬、高峰值功率的脈沖激光在光通信、醫學、超精細加工、非線性頻率變換等領域具有廣泛的應用,采用半導體激光(Laser Diode,LD泵浦的全固態激光器具有轉換效率高、工作壽命長、結構簡單、性能穩定等諸多優點,所以在LD泵浦的固體激光器中通過調Q或鎖模的方法實現短脈沖激光輸出已經成為激光界的研究熱點之一。以人工晶體為基礎材料的全固態激光器向高

13、功率、多波長、寬調諧、長壽命、高穩定性快速發展。激光晶體在很大程度上決定了激光器的效率及各方面的性能,發展適合于LD泵浦的激光晶體是激光材料主流方向之一。 本論文以摻釹鎢酸釓鉀(Nd3+:KGd(WO42,Nd:KGW為激光增益介質,對其在LD端面泵浦下的中小功率主被動調Q、調Q鎖模、雙調Q及聲光(AO調Q綠光激光特性進行了理論分析和實驗研究,結果表明該晶體在研制高效率小型激光器方面具有廣闊的應用前景。 論文的主要內容可歸結為以下幾個方面: 1.概述了LD泵浦全固態脈沖激光器的發展歷史和現狀;詳細介紹了Nd:KGW的特性;總結本論文研究的主要內容。 2.LD泵浦Nd:KGW主被動調Q激光特性研

14、究。從聲光、被動調Q理論出發,對LD泵浦Nd:KGW主被動調Q激光器進行了詳盡的理論和實驗研究,得到了窄脈寬、高峰值功率的脈沖激光輸出。3.LD泵浦Nd:KGW調Q鎖模激光特性研究。以Cr4+:YAG晶體為調Q鎖模元件,利用V型腔,在不同輸出鏡透過率下,首次實現了LD泵浦Nd:KGW/Cr4+:YAG被動調Q鎖模激光器的運轉,得到了調制深度為85%的調Q鎖模脈沖輸出并就調Q鎖模脈沖輸出進行了相應的理論分析。 4.LD泵浦Nd:KGW雙調Q激光特性研究。從聲光、被動和雙調Q理論出發,首次對LD泵浦Nd:KGW雙調Q激光器進行了理論和實驗研究。實驗證實雙調Q激光器得到的脈沖與同樣腔條件下單純的聲光

15、調Q激光器和被動調Q激光器得到的脈沖相比,脈寬明顯變窄且波形更加對稱。在泵浦功率為3W時,得到了脈寬37.7ns的雙調Q脈沖輸出。 5.LD泵浦Nd:KGW倍頻激光特性研究。采用簡單的平凹腔結構以及KTP倍頻晶體,實現了腔內倍頻連續綠光輸出。在此基礎上通過在腔內放入聲光調Q元件,首次實現了LD泵浦Nd:KGW/KTP腔內倍頻、聲光調Q532nm綠激光輸出,對不同聲光調制頻率、不同泵浦功率下的脈沖寬度、單脈沖能量和峰值功率進行了測量，在泵浦功率2.9W，聲光調制頻率10kHz時，獲得了脈寬34.6ns的脈沖輸出，相應的單脈沖能量和脈沖峰值功率 分別為22.8J和671W。 5.期刊論文 卜軼坤.

16、鄭權.薛慶華.陳穎新.錢龍生.BU Yi-kun.ZHENG Quan.XUE Qing-hua.CHEN Ying-xin.QIAN Long-sheng LD泵浦Nd:YVO4 457nm藍光激光器用光學薄膜 -半導體光電2005,26(4 從激光晶體低增益譜線的運轉機理出發,對LD泵浦Nd:YVO4,LBO腔內倍頻457 nm藍光激光器用光學薄膜進行了研制.在激光反射鏡的設計上,為保證基 頻光914 nm的高效振蕩,并獲得高的倍頻457 nm藍光輸出,對膜系要求進行了深入分析.采用調諧比高的膜堆結構將反射波長與透射波長進行了有效分離 ,既降低了膜系設計難度,又獲得了高效率的藍光輸出.實現

17、了914 nm激光高效振蕩,通過LBO腔內倍頻,在1.7 W LD泵浦功率下獲得20 mW、457 nm藍光輸出 . 6.學位論文 李明 LD泵浦調Q鎖模激光理論及實驗的研究 2009 激光二極管泵浦的全固態激光器因具有結構緊湊、效率高、熱效應小、穩定性高、壽命長、光束質量好、工作介質覆蓋的波段范圍廣及運轉方式多 樣化等優點，在材料加工、軍事、醫療、空間通訊、光顯示、光互聯、光信息處理和科研等領域得到廣泛的應用，成為目前激光領域的研究熱點。 激光晶體增益介質是激光器的核心部件，它的光譜和物理特性決定了激光器系統的整體設計和輸出特性。其中摻釹離子的激光晶體由于吸收波長在 808nm附近，適合于半

18、導體激光器抽運，作為增益介質得到了廣泛研究。本論文采用光纖耦合輸出的激光二極管作泵浦源，用Nd：YVO4、Nd：GdVO4和 Nd：LuVO4晶體作為激光工作物質，利用Cr：YAG、LT-GaAs、SESAMs和V：YAG的飽和吸收特性，分別實現了106m和134m波段的調Q鎖模激光運轉 ；用Nd：GdVO4晶體作為激光工作物質和克爾介質，實現了Nd：GdVO4自鎖模激光運轉；利用KTP的二階級聯非線性（cascaded second-order nonlinearity）和倍頻特性實現了綠光自調Q鎖模激光運轉；用聲光Q開關（AO）作為穩定元件，分別實現了Nd：GdVO4 106 m和Nd：G

19、dVO4/KTP 053 m主動調Q鎖模激光運轉；利用AO-Cr：YAG組合研究了主被動雙調O鎖模激光的脈沖輸出特性；同時，運用高斯近似下的速率方程組對以上調Q鎖 模激光的運轉特性進行了理論模擬。論文的主要研究工作包括： 分析了Cr：YAG可飽和吸收體的調Q鎖模原理，利用光強起伏機制及調Q速率方 程模型，給出了高斯分布近似下描述Cr：YAG調Q鎖模運轉特性的速率方程組；在折疊腔內實現了LD泵浦c-cut Nd：GdVO4 106 m及KTP腔內倍頻053 m激光運轉，并利用調Q鎖模速率方程組模擬了該激光器的動力學過程。（§22） 采用LD泵浦Nd：GdVO4晶體，以V：YAG晶體為可

20、飽和吸收 體，實現了三鏡折疊腔134 m調Q鎖模激光運轉，研究了13 m調Q鎖模激光的輸出特性；利用可飽和吸收體調Q鎖模模型，在高斯分布近似下給出 了描述V：YAG調Q鎖模運轉特性的速率方程組，數值模擬與實驗結果相符。（§23） 采用三鏡折疊腔結構，以LT-GaAs為可飽和吸收體，實 現了LD泵浦Nd：LuVO4106 m及Nd：GdVO4/KTP腔內倍頻053m被動調Q鎖模激光運轉；考慮GaAs雙光子吸收，給出了高斯分布下描述LT-GaAs被動調 Q鎖模運轉的速率方程組，并利用該模型對實驗結果進行了理論模擬。（§32） 以中間鏡式SESAMs為可飽和吸收體，實現了LD泵浦

21、被動調 Q鎖模Nd：GdVO4/KTP腔內倍頻053 m激光運轉；考慮SESAMs可飽和吸收體的飽和損耗，給出了高斯分布下描述SESAMs被動調Q鎖模運轉的速率方程組 ，數值求解所得結果 與實驗結果相符。（§33） 實現了自調Q自鎖模Nd：GdVO4激光運轉，在折疊腔內沒有任何額外元件的情況下，得到了 較穩定的激光脈沖輸出；把c-cut Nd：GdVO4激光晶體和軟光闌等效為快飽和吸收體，考慮克爾介質的非線性傳輸矩陣，根據光束在光腔內往返傳播的 ABCD法則和光強起伏機制，給出了克爾透鏡鎖模激光脈沖輸出性能的速率方程模型，得到了與實驗結果近似的理論計算值。（§42） 考慮

22、KTP的二階級聯非線性特性的影響，并考慮激光晶體的克爾效應，建立了描述LD泵浦Nd：GdVO4腔內倍頻綠光自調Q自鎖模運轉特性的速率方程新模型；實 驗上分別實現了LD泵浦a-cut和c-cut Nd：GdVO4/KTP自調Q自鎖模053m激光運轉，數值求解Nd：GdVO4/KTP自調Q自鎖模速率方程組所得的理論值與實 驗結果基本相符。（§43） 利用聲光調Q開關，考慮Nd：GdVO4晶體的克爾效應和聲光開關的關斷時間對脈沖特性的影響，在高斯分布近似 下建立了描述克爾鎖模激光運轉特性的速率方程模型；實驗上利用折疊腔實現了Nd：GdVO4/AO 106 m和Nd：GdVO4/AO KTP

23、腔內倍頻053 m自調 Q鎖模激光的穩定運轉，測量了不同聲光調制頻率下，激光平均輸出功率、脈沖能量等隨泵浦功率的變化關系，數值求解Nd：GdVO4基頻和KTP倍頻自調 Q自鎖模速率方程組所得的理論值與實驗結果近似。（§51、§52） 實現了LD泵浦Nd：GdVO4晶體AO-Cr：YAG主被動調Q鎖模激光運轉，通 過在激光腔內插入一個聲光調制器，Nd：GdVO4被動調Q鎖模激光器的穩定性得到了很好的加強，測量并比較了聲光調制器打開前后兩種狀態下的激光特 性；考慮聲光關斷時間及調制頻率的影響，給出了描述主被動雙調Q鎖模激光運轉特性的速率方程模型，數值求解方程的理論計算值與實驗結

24、果相符。 （§53） 論文的主要創新工作包括： 首次給出了高斯分布近似下Cr：YAG調Q鎖模速率方程理論，并首次實現了LD泵浦c-cut Nd：GdVO4晶體Cr：YAG調Q鎖模106 m和KTP內腔倍頻053m激光運轉，理論模擬與實驗結果相符。 利用KTP作為倍頻晶體，首次對LD泵 浦c-cut Nd：GdVO4晶體、LT-GaAs被動調Q鎖模綠激光運轉特性進行了系統的理論和實驗研究；利用高斯分布近似下的速率方程模型，給出了LT-GaAs調 Q綠光鎖模速率方程理論模型，理論模擬結果重現了調Q鎖模運轉的輸出特性。 首次實現了Nd：GdVO4自鎖模激光的穩定運轉：利用聲光調Q開 關，得

25、到了穩定的鎖模脈沖，考慮Nd：GdVO4晶體的克爾效應和聲光開關的關斷時間對脈沖特性的影響，在高斯分布近似下建立了描述克爾鎖模激光運轉 特性的速率方程模型，數值求解方程的理論計算值與實驗結果相近。 首次考慮KTP的二階級聯非線性特性的影響，和激光晶體的克爾效應，建 立了描述LD泵浦Nd：GdVO4腔內倍頻綠激光自調Q自鎖模運轉特性的速率方程新模型，理論分析與實驗結果基本相符。 首次實現了LD泵浦 Nd：GdVO4晶體AO-Cr：YAG主被動調Q鎖模激光運轉，考慮腔內光子數密度、激活介質反轉粒子數密度和泵浦光的橫向與縱向分布和聲光關斷時間及調制 頻率的影響，給出了描述雙調Q鎖模激光運轉特性的速率

26、方程模型，得到了與實驗結果相符的理論計算值。 首次實現了LD泵浦Nd：GdVO4晶體 三鏡折疊腔V：YAG調Q鎖模134m激光器運轉，并利用高斯近似下的調Q鎖模速率方程模型進行理論模擬，得到的計算結果與實驗結果基本相符。 關鍵詞：LD泵浦；全固態；短脈沖；速率方程模型；調Q鎖模激光器；光強起伏機制 7.期刊論文 陳國夫.杜戈果.王賢華.Chen Guofu.Du Geguo.Wang Xianhua LD泵浦Nd:YVO4/KTP/BBO紫外激光器 -光 子學報1999,28(8 本文報道在國內首次實現的LD泵浦的四倍頻連續紫外激光器的實驗結果.首先研究了LD泵浦的Nd:YVO4激光器,在普通

27、平-平腔結構下,得到斜效率 55.68%,激光輸出波長1064nm;利用KTP作為倍頻晶體,實現腔內倍頻,在泵浦功率11.85W時得到綠光(532nm輸出1.35W,光-光轉換效率11%;用BBO晶體進行 外腔諧振倍頻,得到紫外光(266nm輸出. 8.學位論文 李桂秋 LD泵浦全固態調Q激光特性理論與實驗研究 2006 激光二極管(LD泵浦的固體激光器具有全固化、體積小、泵浦效率高等特點，在激光通訊、遙感探測、工業加工、軍事、醫療等領域有著廣泛的應 用前景，受到人們極大的關注。 本論文采用光纖耦合輸出的激光二極管作泵浦源，用Nd：YVO<,4>、Nd：GdVO<,4>

28、晶體作激光工作物質，分別 研究了飽和吸收體Cr<'4+>：YAG和GaAs被動調Q激光的脈沖輸出特性以及脈寬控制特性，研究了聲光一Cr<'4+>：YAG和聲光-GaAs主被動調Q及 Cr<'4+>：YAG-GaAs雙被動調O激光的脈沖輸出特性，研究了周期極化KTP(PPKTP晶體的倍頻激光特性，同時，運用速率方程對以上調Q激光的運轉特性進 行了理論分析。論文的主要研究工作包括： 實現了LD泵浦Nd：YVO<,4>晶體、Cr<'4+>：YAG被動調Q 1.06m激光運轉，測量了不同 Cr<'

29、4+>：YAG小信號透過率、不同輸出鏡反射率及泵浦功率下的單脈沖能量、峰值功率、脈沖寬度和重復率；同時，考慮腔內光子數密度的橫向與縱向 分布以及激活介質反轉粒子數密度、飽和吸收體基態粒子數密度和泵浦光的橫向空間分布，給出了描述調Q激光運轉特性的速率方程新模型，通過數值求 解，對實驗結果進行了理論模擬。(第二章第一節 采用三鏡折疊腔結構，實現了LD泵浦Nd：YvO<,4>晶體、KTP內腔倍頻、Cr<'4+>：YAG被動調 Q 0.5 3m綠激光輸出，對不同Cr<'4+>：YAG小信號透過率、不同泵浦功率下的脈沖寬度、重復率、單脈沖能量和峰

30、值功率進行了測量；在理論分析中 ，將二次諧波轉換視為諧振腔的一種非線性損耗，并考慮調Q激光速率方程的新模型，對Nd：YvO<,4>/KTP、Cr<'4+>：YAG被動調O綠激光脈沖輸出性能進 行了理論模擬。(第二章第二節 對LD泵浦GaAs被動調Q Nd：YVO<,4>激光進行了理論和實驗研究，測量了不同輸出鏡反射率下輸出脈沖的寬 度、重復率、單脈沖能最及峰值功率隨泵浦功率的變化關系；存理淪分析中，考慮GaAs飽和吸收體的單、雙光子吸收過程，利用速率方程的新模型，對 GaAs破動淵Q輸出特性進行了數值模擬，理論計算和實驗結果相符合。(第三章第一節 I

31、V實現了LD泵浦Nd：GdVO<,4>體、KTP內腔倍頻、GaAs被動訓 Q0.53m綠激光運轉，測量了不同泵浦功率下的脈沖寬度、重復率、單脈沖能量和峰值功率，并運用速率方程的新模型，對實驗結果進行了理論模擬。 (第三章第二節 V研究了LD泵浦Nd：GdVO<,4>晶體、GaAs被動調Q激光的脈寬控制特性，結果表明，改變GaAs飽和吸收體在激光腔內的位置及泵浦 光束腰在激活介質中的位置能有效地控制脈寬；在理論分析中，考慮激活介質的薄透鏡效應，利用ABCD矩陣理論，給出了振蕩光光斑半徑隨泵浦功率、 泵浦光半徑以及在激光腔內不同位置的變化關系，運用速率方程新模型直接獲得了脈

32、寬與振蕩光和泵浦光光斑大小之間的關系，理論計算與實驗結果相 符。(第四章第一節 VI采用三鏡折疊腔結構，通過分別改變Cr<'4+>:YAG飽和吸收體在激光腔內的位置及泵浦光束腰在激活介質中的位置，實現了 對LD泵浦Nd:YVO<,4>/KTP內腔倍頻、Cr<'4+>:YAG被動調Q綠激光的脈寬控制；在理論分析中，首先給出了振蕩光光束半徑隨泵浦功率、泵浦光半徑以及 在腔內不同位置的變化關系，之后利用速率方程對實驗結果進行了理論模擬。(第四章第二節 VII對LD泵浦聲光和Cr<'4+>針:YAG雙調 ONd:YVO<,4

33、>激光的脈寬壓縮特性進行了理論和實驗研究，測量了不同聲光調制頻率下雙調Q和單一聲光調Q兩種激光的脈寬隨泵浦功率的變化關系，結果 表明，與單一聲光調Q激光相比，雙調Q激光的脈寬明顯被壓縮；同時，考慮腔內光子數密度的橫向與縱向分布以及激活介質反轉粒子數密度、飽和吸收 體基態粒子數密度和泵浦光的橫向空間分布，首次給出了描述主被動雙調Q激光脈沖輸出性能的速率方程模型，數值求解方程的理論計算值與實驗結果相 符。(第五章第一節 V實現了LD泵浦Nd:GdVO<,4>晶體、聲光和GaAs雙調Q激光運轉，并與單一聲光或GaAs闊QNd:GdVO<,4>激光進行了比較，測 量了不同

34、聲光調制頻率下三種調Q激光的脈沖輸出特性，結果顯示，雙調Q激光不但脈寬被壓縮，而且產生的脈沖形狀更對稱：在理論分析中， 考慮 GaAs飽和吸收體的單、雙光子吸收過稚，利用主被動調Q速率方程模型，對聲光和GaAs雙調Q激光運轉特性進行了理論模擬。(第五章第二節 IX 將 GaAs 同時兼做調Q元件和諧振腔的輸出鏡，實現了 LD 泵浦 Nd:GdVO<,4>晶體、Cr<'4+>：YAG和GaAs艤被動調Q激光運轉，并同Cr<'4+>：YAG或GaAs單一 被動調ONd:GdVO<,4>激光進行了比較，測量了不同Cr<'4

35、+>：YAG小信號透過率下三種調Q激光的脈寬、重復率、單脈沖能量和峰值功率隨泵浦功率的變化 關系，結果表明，同單一被動調Q激光相比，雙被動調Q脈沖激光不僅能壓縮脈寬、形狀更對稱，而且單脈沖能量和峰值功率較高；在理論分析中，通過 進一步考慮激活介質反轉粒子數密度和泵浦光的縱向分布，首次給出了描述雙被動調Q激光脈沖輸出性能的速率方程模型，理論計算與實驗結果相吻合。 (第五章第三節 X 采用三鏡折疊腔結構，對LD泵浦聲光和GaAs雙調QNd:YVO<,4>/KTP綠激光脈寬壓縮特性進行了理論和實驗研究，并同單一聲光或 GaAs調QNd:YvO<,4>/KTP激光進行了比

36、較，測量了三種調Q激光的脈寬隨泵浦功率和聲光調制頻率的變化關系，該雙調Q激光的最大特點也是不但脈寬被壓 縮，而且產生的脈沖形狀更對稱；同時，利用主被動調Q速率方程模型，對聲光和GaAs雙調Q綠激光運轉特性進行了理論分析。(第五章第四節 XI采用Cr<'4+>：YAG作為飽和吸收體，利用PPKTP作為折疊內腔倍頻晶體，實現了LD泵浦Nd:YvO<,4>晶體被動調Q 0.53m綠激光輸出，測量了不同 Cr<'4+>：YAG小信號透過率、不同泵浦功率下的脈沖寬度、重復率、單脈沖能量和峰值功率，同時，運用準相位匹配理論和速率方程新模型對實驗結果 進行

37、了理論模擬。(第六章第一節 XII實現了LD泵浦Nd:YVO<,4>晶體、PPKTP折疊腔倍頻、GaAs被動調Q 0.53 m綠激光運轉，測量了脈沖寬度、 重復率、單脈沖能量和峰值功率隨泵浦功率的變化關系，數值求解Nd:YVO<,4>/PPKTP、GaAs被動調Q耦合方程組的理論計算值與實驗結果相符。(第六章 第二二節 X實現了LD泵浦Nd:YVO<,4>/PPKTP折疊腔倍頻、聲光調Q 0.53m綠激光輸出，對不同聲光調制頻率、不同泵浦功率下的脈沖寬度、單 脈沖能量和峰值功率進行了測量，并利川耦合速率方程組對實驗結果進行了理論模擬。(第六章第三節 0 論文

38、的主要創新工作包括： 首次 考慮腔內光子數密度的橫向與縱向分布以及激活介質反轉粒子數密度和泵浦光的橫向空間'分布，建立了拙述LD泵浦固體調Q激光運轉特性的速率方程新 模型，并運用該模型對Cr<'4+>YAG被動調Q激光特性進行了數值模擬，理論計算和實驗結果相符。 考慮飽和吸收體GaAs單、雙光子吸收過程，首 次運用速率方程新模型對GaAs被動調Q激光的運轉特性進行了理論分析，數值求解方程的理論計算值與實驗結果相吻合。 首次對LD泵浦 Nd：Gdv0<,4>晶體、GaAs被動調Q和Nd：Yv0<,4>/KTP、Cr<'4+>

39、：YAG被動調Q的綠激光脈寬控制特性進行了研究，考慮激活介質的薄透鏡效應，利用 ABCD矩陣理論，首次給出了直腔和三鏡折疊腔中振蕩光光斑半徑隨泵浦功率、泵浦光半徑以及在激光腔內不同位置的變化關系，運用速率方程新模型獲 得了脈寬與振蕩光和泵浦光光斑大小之間的關系，從而首次從理論上直接證明了改變飽和吸收體在激光腔內的位置及泵浦光束腰在激活介質中的位置能 有效地對脈寬進行控制。 首次實現了LD泵浦Nd：Yv0<,4>晶體、聲光一Cr<'4+>：YAG雙調Q和Nd：GdV0<,4>晶體、聲光一GaAs主被動調Q及 Nd：Gdv0<,4>晶體、Cr

40、<'4+>：YAGGaAs雙被動調Q和Nd：YV0<,4>/KTP、聲光一GaAs雙調Q激光運轉，并對雙調Q激光的脈寬壓縮特性以及脈沖對稱性進 行了研究，考慮腔內光子數密度、激活介質反轉粒子數密度和泵浦光的橫向與縱向分布，首次給出了描述雙調Q激光運轉特性的速率方程模型，數值求解 方程的理論計算值與實驗結果相符。 首次利用PPKTP作為倍頻晶體，對LD泵浦Nd：YV0<,4>晶體、Cr<'4+>：YAG和GaAs被動調Q及聲光調Q綠激 光特性進行了系統的理論和實驗研究，將二次諧波轉換視為諧振腔的一種非線性損耗，首次將準相位匹配理論和

41、速率方程新模型相結合，對PPKTP晶體在 以上_三種調凋Q方式中的倍頻特性進行了數值模擬，理論計算和實驗結果相符。 9.期刊論文 杜戈果.朱鶴元.朱九皋.李富銘 用于準相位匹配的LD泵浦Nd:YAG 9 4 6nm連續激光光源 -光子學報 2001,30(8 本文為泵浦質子交換準相位匹配波導器LiNbO3提供了激光光源,用808nm半導體激光器泵浦Nd:YAG晶體,在室溫下獲得946nm激光連續輸出大于 120mW,斜率效率9.8%,并且在國內首次實現了LD泵浦Nd:YAG/KNbO3473nm藍色激光器的連續運轉,報道了初步的實驗結果并對此進行了詳細的分析,提出了 改進方案. 10.學位論文

42、 武偉 LD泵浦c-cut Nd：GdVO<,4>晶體激光特性研究 2006 激光二極管(LD泵浦的固體激光器具有高穩定性，高效率，高能量的優點，被廣泛應用于軍事、工業、醫學和科學研究等領域，已成為國內外激光 器領域研究的熱點。Nd：GdVO<,4>晶體是一種與Nd：YVO<,4>晶體同晶型的Nd<'3+>基質晶體，除具有Nd：YVO<,4>晶體的優點(發射截面大、吸收系數大 、輸出為線偏振等之外，它在<110>方向具有高的熱導率(11.7Wm<'-1>K<'-1>，高于Nd

43、：YVO<,4>晶體(5.4Wm<'-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構參數具有很大的差異，從而導致不同的激光特 性。目前對于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。然而對于c軸切割Nd：GdVO<,4>晶體的激光特性研究相對較少，特別是 理論研究不足。 本論文從理論和實驗兩個方面系統研究了c-cut Nd：GdVO<,4>晶體作為激光工作物質的激光特性。我們使用光纖耦合的半導體激 光器作為泵浦源，采用聲光調制器、Cr<'1+>：YAG及GaAs飽和吸收體三種常用調Q方式，對c-cut Nd：GdVO<,4>晶體1.06um和KTP內腔倍頻