外腔共振和频系统中阻抗匹配的理论研究

外腔共振是提高和频效率的有效方法.实现外腔共振高效和频需要基频光高效地耦合到外部谐振腔中,因此系统要达到阻抗匹配.本文分别建立了双波长和单波长外腔共振和频系统的理论模型,分析了腔增强因子与耦合腔镜反射率、入射基频光功率等参数的依赖关系,通过数值模拟获得最优化的共振光耦合腔镜反射率,使系统达到阻抗匹配,提高和频效率.研究表明,无论双波长还是单波长外腔共振和频系统,共振基频光的最佳耦合腔镜反射率只会随着另一束共振或者不共振的基频光入射功率的增加而减小,而其本身的入射功率变化则影响较小;进一步分析表明,若共振基频光的耦合腔镜反射率超过阻抗匹配值,和频光功率将会迅速减小,而小于阻抗匹配值时,和频光功率减少速度相对较慢,因此实验过程中要尽量避免过耦合的情况出现.本文的理论分析过程将对外腔和频实验有一定的指导意义.

双望远镜腔大体积TEM_(00)模Nd∶YAG激光器

主要研究在普通望远镜腔的目镜方再倒置一扩束望远镜构成双望远镜腔结构，既充分发挥了望远镜腔的良好选模能力，又较好地解决了谐振腔损伤问题，得到了较好的结果。

双波长外腔共振和频中Boyd-Kleinman因子优化的理论研究

双波长外腔共振是提高和频转换效率的有效手段,然而基于Boyd-Kleinman(BK)理论,和频效率除了受基频光功率密度影响外,主要受BK因子限制。本文通过分析BK因子随腔结构参数的变化关系,给出基于外腔频率转换过程中BK因子优化的一般方案,从而为搭建相关实验提供必要的理论基础。

腔共振增强瓦级单频1240 nm拉曼激光器

采用高质量的全固态连续单频1064 nm红外激光器作为泵浦源,以金刚石晶体作为拉曼增益介质,利用腔共振增强技术设计了一种双共振腔,实现了瓦级输出的低泵浦阈值单频1240 nm拉曼激光器。根据金刚石晶体的实际参数,通过优化设计得到了谐振腔对泵浦光的最佳透射率。当透射率为3.5%时,利用Hansch-Couillaud偏振锁定系统将拉曼谐振腔的腔长精确锁定到泵浦光的共振频率处,实验测量到的拉曼激光器的泵浦阈值功率只有2.73 W。在此基础上,当单频1064 nm泵浦功率增加到9.17 W时,获得了1.48 W稳定单频的1240 nm拉曼激光输出,对应的斜效率为24.9%,30 min内的功率稳定性优于1.10%(均方根),x,y方向的光束质量M2因子均优于1.2。该双共振腔的设计为降低拉曼过程阈值、获得稳定单频的高功率拉曼激光提供了一种有效的途径。

基于KTP键合晶体的Hansch-Couillaud双波长外腔频率锁定机理

基于KTP键合晶体采用Hansch-Couillaud频率锁定技术实现了双波长外腔同时共振,理论和实验上分别研究了基于键合KTP晶体的HC频率锁定方案.研究表明,与采用单KTP晶体的结果相比,采用键合KTP晶体进行HC锁频时,能将激光频率分别锁定到e1光或e2光的共振峰值.实验中将环形腔腔模频率锁定到938nm激光器的输出频率上,1583nm激光器的输出频率锁定到环形腔腔模频率上,从而实现了三者之间的相位关联锁定.