半導(dǎo)體泵浦Nd：YVO4激光高階橫模產(chǎn)生與變換研究.pdf

1、激光橫向多模(高階橫模或多個高階橫模的組合)在實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常出現(xiàn)，其兩種基本構(gòu)成是厄米-高斯模式和拉蓋爾-高斯模式。橫多模尤其是高階拉蓋爾-高斯模式的產(chǎn)生具有重要的物理意義和技術(shù)應(yīng)用價值。最近，橫多模在混沌研究，激光冷卻、光學(xué)捕獲，流體物理等方面的應(yīng)用受到重視。因此，限制和產(chǎn)生橫向多模都值得研究。本文在短腔LD端面泵浦全固態(tài)Nd：YVO4激光器中，得到了豐富的多橫模斑圖，并記錄了其動態(tài)變化。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，斑圖最外圍模瓣數(shù)每次增長4個，并且觀察到

2、了六邊形斑圖和旋轉(zhuǎn)斑圖。本文還介紹了與橫多模產(chǎn)生、演化相關(guān)的LD泵浦全固態(tài)激光器混沌與復(fù)雜斑圖等非線性現(xiàn)象的理論研究和實(shí)驗(yàn)進(jìn)展。本文主要內(nèi)容如下。 一.介紹了光波在空間傳播規(guī)律Maxwell方程組以及對光現(xiàn)象起主要作用的電場強(qiáng)度所滿足的赫姆霍茨方程。給出了代表性的簡并模式的輸出斑圖示意圖。介紹了實(shí)際激光器處于多模運(yùn)轉(zhuǎn)時，各模式振幅、頻率滿足的合作頻率鎖定律、合作頻率移動律。給出了高階橫模的物理意義以及技術(shù)應(yīng)用價值。 二.

3、介紹了非線性動力學(xué)研究中激光器的分類方法、具體實(shí)例以及激光領(lǐng)域內(nèi)主要的非線性動力學(xué)現(xiàn)象：時間域上的輸出混沌和空間域上的復(fù)雜斑圖。對比了激光器的Maxwell-Bloch方程與混沌研究中的Lorentz模型。本章還介紹了近年來LD泵浦全固態(tài)激光器中觀察到的周期振蕩、頻率鎖定、混沌輸出、渦旋點(diǎn)陣、渦旋點(diǎn)陣與拉蓋爾-高斯模式共存態(tài)等一系列實(shí)驗(yàn)進(jìn)展。 三.研究了LD端面泵浦Nd：YVO4輸出特性，得到1064nm連續(xù)輸出，閾值泵浦功率為

4、0.5W，斜效率為50％；采用Cr4+：YAG作為可飽和吸收體，得到1064nm準(zhǔn)連續(xù)輸出：利用KTP雙折射位相匹配，腔內(nèi)倍頻，得到532nm準(zhǔn)連續(xù)輸出。研究了LD端面泵浦Nd：YVO4短腔(18mm、30mm)激光器輸出特性，比較了不同腔長條件下Cr4+：YAG被動調(diào)Q1064nm和532nm的輸出特性。在腔長30mm、Cr4+：YAG被動調(diào)Q情況下，不斷增加泵浦功率，得到了豐富的多橫模模式斑圖，并記錄了這些斑圖動態(tài)變化。值得注意的是