基于PDH(Pound-Drever-Hall)技术谐振腔腔长反馈锁定研究

设计并搭建了一套基于PDH技术谐振腔腔长反馈锁定实验系统,利用高频率稳定度的激光中心频率作为参考标准实现对外部谐振腔腔长的精确控制。当入射光为1 W,波长1064 nm,相位调制信号频率12.5 MHz,幅值2 V,谐振腔输入耦合镜反射系数为0.95时,获得PDH误差信号随谐振腔腔长变化曲线与理论计算结果基本吻合。利用该误差信号实现了对外部谐振腔腔长大于30分钟,且稳定度为5.13×10-8的锁定。

泵浦匀化对Innoslab激光放大器光束质量的改善

针对结构紧凑的部分端面泵浦混合腔板条激光放大器,研究了泵浦匀化对其输出激光光束质量的改善作用。基于ZEMAX仿真软件,设计并对比分析了直接成像和波导匀化后再成像两种泵浦耦合方式对激光二极管阵列慢轴(晶体宽度)方向光强分布均匀性的影响,发现波导匀化后泵浦均匀性得到明显提升且激光二极管阵列发光坏点对泵浦成像的影响得以弱化。进一步实验验证了泵浦匀化对Innoslab激光放大器性能的改善作用:波导匀化后慢轴方向泵浦均匀度从90.6%提高到95.4%,进而使3通放大后输出激光光束质量因子M2从2.41提升到1.55,并且有效抑制了多通放大腔内的自激振荡。

基于单块周期极化铌酸锂晶体级联三倍频的440nm蓝光固体激光器

阐述了一种基于单块周期极化铌酸锂晶体级联三倍频实现440nm蓝光输出的实验方案。根据周期极化铌酸锂晶体的Sellmeier方程以及倍频与和频的相位匹配条件,在一块周期极化铌酸锂晶体上设计了两段不同的极化周期,使其在同一工作温度下能分别实现倍频与和频,在先后经过倍频与和频后,实现级联三倍频输出。实验采用Nd:YAG产生的1319nm光作为基频光,重频400Hz,脉宽110ns,横向和纵向光束质量因子分别为1.81和2.65。耦合进周期极化铌酸锂晶体后,出射光中检测到660nm的红光和440nm的蓝光。通过调整工作温度和入射基频光功率,得到2.4mW的最大蓝光输出,此时工作温度55.5℃,基频光功率530mW。实验结果验证了单块晶体实现级联三倍频440nm蓝光输出的可行性。

基于单块周期极化晶体的级联三倍频蓝光输出技术的研究

本文对单块周期极化晶体,在同一温度下先后经过倍频(SHG)与和频(SFG)过程实现级联三倍频输出进行了理论与实验研究。通过周期极化晶体的色散方程以及倍频与和频过程需满足的相位匹配条件,发现晶体所需倍频与和频极化周期只与基频光波长和工作温度有关,基频光波长确定后,同一工作温度相对应的倍频极化周期与和频极化周期即可确定。根据计算结果,在一块40 mm长的周期极化铌酸锂(PPLN)晶体上实现了1319 nm的级联三倍频蓝光输出,工作温度55.5℃。

外腔谐振倍频8.7W连续单频绿光技术研究

基于Pound—Drever-Hall外腔谐振倍频技术，实现了单频、连续1064nm基频光的高效倍频转换。精确锁定环形倍频腔腔长，利用I类非临界相位匹配三硼酸锂晶体获得了最高8．73W的倍频绿光输出，倍频效率为68．9％。在此基础上，研究了倍频绿光的波长锁定与调谐特性，当30min内波长锁定均方根值小于3fm时，实现了输出绿光波长在532．15～532．50nm范围内的连续可调。采用自外差拍频法测量了单频绿光的光谱特性，谱线线宽为18．7kHz，光束质量因子为1．25，光束质量优异。

1.3W单频、宽调谐锥形半导体激光放大系统

报道了最大输出功率为1.3W,波长为910～930nm的单频、可调谐锥形半导体激光放大系统,研究了锥形半导体放大系统输出功率随注入电流和种子光功率的变化。功率为13.6mW、波长为920nm的单频种子光经隔离器和聚焦透镜后,功率减小为12.4 mW;入射到注入电流为4 A的锥形放大器中时,输出激光的功率可达1300mW,增益达到20.21dB,线宽为660fm。当种子光功率从0增大到13.6mW时,放大功率随之增大。该系统获得的激光可以用于四倍频后窄线宽连续可调谐中(深)紫外激光的研究。