LD泵浦Nd：YAGCr：YAG被動(dòng)調(diào)Q單縱模激光器

1、LD 泵浦 Nd：YAG/Cr： YAG被動(dòng)調(diào) Q單縱模激光器Q開關(guān)具有模式選擇性這一觀點(diǎn)在上世紀(jì)60 年代就被提出 , 并有一些相關(guān)的理論分析和實(shí)驗(yàn)研究。 被動(dòng)調(diào) Q激光器結(jié)構(gòu)簡單 , 應(yīng)用廣泛 , 被動(dòng) Q開關(guān)的模式選擇效應(yīng)引起了很多研究人員的興趣。本論文以理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方式,研究了被動(dòng)調(diào) Q 激光器中可飽和吸收體初始透過率、輸出鏡反射率、 激光器腔長等激光器參數(shù)對形成單縱模振蕩的影響, 闡明了實(shí)現(xiàn)單縱模振蕩的具體激光器參數(shù) , 并搭建了 Cr:YAG 被動(dòng)調(diào) QNd:YAG激光器進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 , 研究結(jié)果具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。理論上 , 首先以簡化的 “三角形模型”

2、 等效代替 Nd:YAG增益介質(zhì)的洛倫茲線型估算出腔內(nèi)相鄰縱模受激發(fā)射截面比 , 在考慮了相鄰縱模間增益差異的情況下給出了相鄰縱模強(qiáng)度比與縱模脈沖建立前熒光在腔內(nèi)往返次數(shù)的關(guān)系曲線; 接著 ,基于激光速率方程組數(shù)值求解了相鄰縱模脈沖的建立過程; 最后 , 定性、定量分析了 Cr:YAG 初始透過率、輸出鏡反射率、光學(xué)腔長等參數(shù)對形成單縱模的影響。結(jié)果表明 :(1) 存在 Cr:YAG初始透過率、輸出鏡反射率、激光器腔長等參數(shù)的優(yōu)化組合 , 可以在非微腔條件下實(shí)現(xiàn)單縱模激光輸出 ;(2) 使用低反射率的輸出鏡更有利于實(shí)現(xiàn)單縱模 ;(3) 對于確定的輸出鏡反射率和激光器腔長 , 可飽和吸收體的初始

3、透過率存在一個(gè)最優(yōu)值使得單縱模輸出特性最優(yōu) , 且該最優(yōu)值隨著輸出鏡反射率的減小而增大 ;(4) 短腔更有利于實(shí)現(xiàn)單縱模。 根據(jù)理論仿真結(jié)果 , 以 Nd:YAG為增益介質(zhì) ,Cr:YAG 為被動(dòng)調(diào) Q開關(guān) , 搭建了光學(xué)腔長為65mm的平凹腔激光器系統(tǒng)。在 Cr:YAG初始透過率為 0.7 、輸出鏡反射率為 0.6 的情況下 , 激光器的閾值泵浦電流為 16A; 在泵浦電流為 17.5A 時(shí), 獲得了單縱模脈沖激光輸出 , 輸出功率為 490mW。隨著泵浦電流的增加 , 振蕩縱模數(shù)逐漸增多 , 但是整體上處于 25 個(gè)的少縱模狀態(tài)且主次模間強(qiáng)度差較大 ; 頻譜儀對拍頻觀測結(jié)果表明 , 激光輸出處于不穩(wěn)定單縱模狀態(tài) , 在泵浦電流 20A 時(shí)的不穩(wěn)定單縱模輸出功率為 972mW。實(shí)驗(yàn)觀察了激光器腔長和輸出鏡反射率對輸出模式的影響 , 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與仿真結(jié)果一致。實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本上驗(yàn)證了理論模型的正確性 , 研究結(jié)果對利用可飽和吸收體作