全固態(tài)超短脈沖激光器的研究.pdf

1、1992年，Ursula Keller首次在實驗中引入半導體可飽和吸收鏡(SESAM)，為全固態(tài)超短脈沖激光器的研究提供一種新的研究思路和實現(xiàn)途徑。SESAM鎖模解決了在之前的全固態(tài)被動鎖模激光器中脈沖序列不規(guī)律的問題，使全固態(tài)激光器的平均輸出功率、脈沖時間寬度及脈沖的峰值功率及頻率方面有了極大的提高，極大地促進的全固態(tài)超短脈沖激光器的研究的發(fā)展。超短脈沖激光是具有皮秒、飛秒量級(10-12s～10-15s)持續(xù)時間的激光脈沖，這種激光

2、脈沖具有極高的峰值功率、很寬的光譜寬度和激光發(fā)射時間極短等特點，在物理、生物學、激光光譜學、光通信和激光精細加工、非線性頻率變換等眾多領域具有廣泛的用途。由于SESAM鎖模技術具有自啟動、穩(wěn)定性好及結構簡單應用方便等優(yōu)點，因而近年來成為激光領域的研究熱點之一。 本論文主要基于Nd：YVO4晶體和Nd：GdVO4晶體的SESAM被動鎖模，進行理論和實驗研究。論文主要內容有： 1.SESAM鎖模技術特點。介紹SESAM鎖模技

3、術特點，以及與其它鎖模技術相對比，SESAM鎖模技術所具有的獨特優(yōu)勢。并簡要介紹SESAM作為鎖模器件實現(xiàn)鎖模的工作機理與理論研究。 2.實現(xiàn)Nd：YVO4的高功率、窄脈寬鎖模激光輸出。利用諧振腔理論，優(yōu)化諧振腔設計，利用半導體可飽和吸收鏡(SESAM)，實現(xiàn)了Nd：YVO4的高功率、窄脈寬鎖模激光輸出。泵浦功率至10.73w時，得到3.508W的鎖模輸出，光-光轉換效率為32.69％。 3.對兩端輸出激光諧振腔進行改進

4、，實現(xiàn)了Nd：GdVO4激光器的單端鎖模激光輸出，提高了激光器的實用價值。在泵浦功率為10.07W時得到3.027W的單端鎖模激光輸出，其相應的鎖模脈寬為7.6ps。激光器為單端鎖模激光輸出，與傳統(tǒng)的雙端輸出相比，單束光輸出可以得到更高的泵浦利用效率，具有更高的應用價值。 4.以KTP為倍頻元件，實現(xiàn)了532nm窄脈寬的綠光鎖模脈沖輸出，最高功率為400mW，脈寬為5.5ps。SESAM作為腔鏡對于532nm綠光的反射損耗較大，