基于标准具选模的单纵模声光调Q Nd:YVO_(4)激光器

单纵模激光器具有输出光束质量好、光谱线宽窄、频率稳定、结构紧凑等优点,在相干光通信、激光雷达、非线性光学、引力波探测和高精度光谱测量等领域有广泛的应用。本研究基于短腔方案,结合标准具选模方法,设计了腔长为90 mm的激光二极管单端泵浦单纵模声光调Q Nd:YVO_(4)激光器。通过对腔内纵模模式进行理论分析,选择插入一个厚度为5 mm、反射率为90%的法布里-珀罗标准具,实现了重复频率1 Hz~10 Hz可调、脉冲宽度为10 ns、单脉冲能量为133μJ、能量不稳定性为3.39%的单纵模激光输出。通过对输出的单纵模激光进行两级放大,获得了40 mJ的单脉冲能量输出。

基于梯度掺杂晶体的激光器模式匹配研究

针对梯度掺杂晶体和均匀掺杂晶体,采用数值模拟的方式分析了泵浦光束腰半径、光束质量因子(M^(2))与束腰位置对模式匹配效率的影响,并通过实验验证了不同束腰位置对激光器输出功率的影响。由计算结果得到,在不同的泵浦光参数下,与均匀掺杂晶体相比,梯度掺杂晶体均具有更稳定的模式匹配;当泵浦光M^(2)为10和50,束腰半径为0.5 mm时,对于任意位置的束腰,梯度掺杂晶体的模式匹配效率都高于均匀掺杂晶体。在实验上对比分析了泵浦光不同束腰位置的输出功率,结果表明,梯度掺杂晶体的模式匹配效率受泵浦光束腰位置的影响较小。当晶体位于谐振腔中心时,在高于70 W的泵浦条件下,梯度掺杂晶体的输出功率高于均匀掺杂晶体,最高输出功率为44.8 W,与均匀掺杂晶体相比,提高了4.67%;当晶体紧贴输入镜时,梯度掺杂晶体的最高输出功率为34.0 W,与均匀掺杂晶体相比,提高了11.84%。因此,梯度掺杂晶体更适用于高功率泵浦。