100kHz聲光調(diào)Q Nd-GdVO4激光器的研究.pdf

1、激光二極管泵浦的固態(tài)激光器（DPSSL）具有結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)定性好、效率高和壽命長等優(yōu)點，近年來在國內(nèi)外迅速發(fā)展。DPSSL的調(diào)Q器件也是獲得窄脈寬、高峰值功率的有效手段，在激光測距、激光雷達、激光遙感和激光加工等領(lǐng)域有著非常廣闊的應(yīng)用前景。Nd:GdVO4由于具有較高的熱導(dǎo)率、較大的受激發(fā)射截面和吸收截面、適中的上能級壽命和偏振輸出等優(yōu)點而日漸被人們認識和使用，因此，很適合用于高重頻的DPSSL器件并獲得窄脈寬、高峰值功率的脈沖輸出。

2、r>　　從經(jīng)典四能級速率方程出發(fā)，推導(dǎo)出近閾值條件下和強光泵浦條件下的連續(xù)激光輸出功率及斜坡效率；并分析了泵浦光與振蕩光空間分布對激光輸出性能的影響；推導(dǎo)了調(diào)Q輸出時的峰值功率、脈沖能量和脈寬等。在實驗中優(yōu)化了泵浦波長與晶體吸收波長的匹配條件，發(fā)現(xiàn)在波長最佳匹配下可有效的提高激光器的光-光轉(zhuǎn)換效率。同時還研究了腔長、輸出透過率對激光器輸出功率的影響。在波長匹配的條件下，采用LD單端泵浦Nd:GdVO4平-平腔方案，在14.5W的泵浦功率

3、下，獲得7.3W的1063nm激光輸出，光-光轉(zhuǎn)換效率達到50.3％，斜效率達到58.5%。
　　利用臨界熱穩(wěn)定腔方法測量了晶棒的熱透鏡焦距，通過熱透鏡焦距參量建立了晶棒中心振蕩光斑半徑隨輸入泵浦功率的關(guān)系；從振蕩光光斑與泵浦光光斑模式匹配出發(fā)，對平-平、凹-平、凸-平這三種直線型腔的TEM00模輸出特性進行了模擬分析。由分析可得：調(diào)節(jié)腔長可實現(xiàn)模式匹配、減小晶體的熱透鏡效應(yīng)可增大模式匹配的范圍；在高功率泵浦時，采用凸-平型腔對晶

4、體的熱透鏡進行補償，可提高泵浦功率的熱穩(wěn)定范圍，實現(xiàn)高功率的TEM模激光輸出。
　　介紹了聲光調(diào)Q的基本原理，通過實驗研究了腔長、泵浦功率和輸出透過率在10kHz至100kHz重復(fù)頻率下對脈寬及峰值功率的影響程度，發(fā)現(xiàn)重復(fù)頻率為100kHz較之10kHz時，上述三因素對脈寬及峰值功率的影響會更大。同時研制了LD單端泵浦Nd:GdVO4聲光調(diào)Q激光器，通過優(yōu)化設(shè)計，在重頻100kHz下獲得脈沖寬度19.6ns，平均功率3.52W，峰