共振泵浦在摻Nd3+全固態(tài)激光器及非線性光學頻率變換技術中的應用.pdf

1、共振泵浦方式能夠大幅減小全固態(tài)激光器中泵浦光與激光間的量子虧損這一最主要熱源,從根本上減少進入工作介質(zhì)的無用熱,是緩解熱效應的有效手段,但存在泵浦吸收系數(shù)較小,不利于實現(xiàn)高光光效率的缺點。本文詳細研究了摻Nd3+激光工作介質(zhì)的參數(shù)對泵浦吸收和轉換效率的影響,通過優(yōu)化晶體參數(shù),利用簡單的泵浦結構和腔型實現(xiàn)共振泵浦下激光器的高光光效率;在此基礎上,將共振泵浦應用于內(nèi)腔單諧振光學參量振蕩器(ICSRO)和自拉曼激光器等受熱效應影響非常嚴重的非

2、線性光學頻率變換技術中,與808nm傳統(tǒng)泵浦的對比實驗結果相比,共振泵浦的應用在輸出功率、轉換效率、功率穩(wěn)定性以及光束質(zhì)量等方面都帶來明顯的優(yōu)勢。主要內(nèi)容包括以下幾部分:
　　1.利用880nmLD泵浦Nd:YVO4激光器,通過優(yōu)化晶體參數(shù),利用簡單的端泵直腔結構實現(xiàn)了高于808nm傳統(tǒng)泵浦的光光效率;885nmLD泵浦Nd:YAG光光效率也與傳統(tǒng)泵浦下接近;同時熱負載均得到了明顯的降低。
　　2.利用Nd:YVO4激光器的

3、914nm輸出熱助推泵浦Nd:YVO4激光器,1064nm和1342nm輸出相對吸收泵浦功率的斜率效率分別達到82.0％和65.4%;優(yōu)化晶體參數(shù)后1064nm輸出光光效率超過50%,為同類激光器的最高效率,熱負載極低的高斯塔克能級熱助推泵浦方式的光光效率達到可實用化水平。
　　3.提出全固態(tài)激光器的綜合泵浦方式,討論了綜合泵浦方式的適用范圍以及最優(yōu)功率配比的確定方法;搭建808nm+880nmLD端面綜合泵浦的Nd:YVO4激光

4、器進行實驗研究,對綜合泵浦方式的設想和理論分析進行了初步實驗驗證。
　　4.880nmLD共振泵浦連續(xù)波Nd:YVO4-PPLNICSRO,獲得了波長調(diào)諧范圍3.66-4.22μm、最高1.54W的閑頻光輸出,功率、效率和穩(wěn)定性相比808nm泵浦下明顯提高;實驗驗證了通過振蕩信號光耦合輸出優(yōu)化ICSRO閾值,從而抑制高泵浦功率下的逆轉換過程,提高下轉換效率的理論預期,21.4W泵浦下同時獲得1.43W3.66μm閑頻光和5.03W