小型化被動調Q腔內倍頻晶體拉曼黃光激光器的研究.pdf

1、560nm~600nm波長范圍的黃光激光在信息存儲、醫(yī)療、激光顯示、軍事、大氣探測、DNA測序、通訊等領域有廣泛的應用。由于常用的摻釹激光材料很難產生高效運轉于1120nm~1200nm的激光,因而直接倍頻摻釹材料激光器很難產生黃光激光。受激拉曼散射是一種三階非線性效應,能夠有效實現激光頻率的轉換。以晶體作為拉曼介質的晶體拉曼激光器可以將激光二極管(LD)泵浦摻釹材料得到的1.06μm附近的激光轉換為1.18μm附近的激光,然后再經過腔

2、內倍頻晶體倍頻,得到有效的590nm附近的黃光激光輸出。近幾年來,晶體拉曼黃光激光器以其結構緊湊、穩(wěn)定性好、效率高等優(yōu)點得到了廣泛的關注,成為非線性光學和固體激光器領域的研究熱點。
　　受激拉曼散射效應具有多種優(yōu)良的特性,如不需要相位匹配、散射光光束質量好、亮度高、相干性好、脈寬窄、轉換效率高。此外,它還具有閾值性,即只有當基頻光的強度或功率密度超過一定水平時,才會出現明顯的受激拉曼散射效應。一般采用調Q技術來獲得脈寬在數十納秒乃

3、至納秒量級的高峰值功率的窄脈沖基頻光,從而實現高效的受激拉曼散射頻率轉換。主動調Q是在諧振腔內加入聲光或電光調制器,被動調Q是在諧振腔內加入飽和吸收體,不需要其他額外的驅動設備,具有簡單、結構緊湊、成本低的優(yōu)點。
　　目前,通過被動調Q晶體拉曼激光器來獲取黃光的研究報道較少。
　　本論文首先對LD泵浦被動調QNd:GdVO4晶體自拉曼激光器和LD泵浦被動調QNd:YVO4晶體自拉曼激光器進行了實驗研究。在晶體自拉曼激光器中,

4、一塊晶體同時作為激光介質和拉曼介質,既完成受激輻射過程又完成受激拉曼散射過程,具有小型化、結構緊湊、腔內損耗小、閾值低等優(yōu)點,但是晶體的熱透鏡效應明顯,嚴重阻礙激光器獲得更高功率、更高效率的穩(wěn)定激光輸出。實驗中得到了最高平均功率為520mW的1176nm拉曼光,最高的LD到拉曼光的轉換效率為10.3％,這是目前為止LD泵浦被動調QNd:GdVO4自拉曼激光器最高的平均輸出功率和最高的泵浦光到拉曼光的轉換效率。
　　然后分別以Nd:

5、YAG晶體作為激光介質,以SrWO4晶體作為拉曼介質,對LD泵浦被動調Q晶體拉曼激光器進行了研究。與自拉曼激光器相比,這種結構熱透鏡效應降低,而且易于優(yōu)化。在泵浦功率為6.3W時,得到了最高平均輸出功率為800mW的1180nm拉曼光,相應的從泵浦光到拉曼光的轉換效率為12.7%,這是目前為止LD泵浦Cr:YAG被動調Q內腔式拉曼激光器的最高轉化效率。
　　最后本論文對LD泵浦被動調QKTP腔內倍頻Nd:YAG/SrWO4拉曼黃光