LD侧面抽运高重频1.34μm激光器研究

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LD侧面抽运高重频1.34μm激光器糅合了固体激光器的结构紧凑、高效率、寿命长等优点。加之其为人眼安全波段,使其在光谱学、光纤光学、激光医疗、光通信和军事应用等众多领域都有广泛的应用。目前针对1.34μm在抽运方式上多为LD端面抽运,尚没有LD侧面抽运增益介质实现1.34gm激光高重频输出的报道。端面抽运的局限性在于无法实现高功率输出。为此,本文提出了一种LD侧面抽运Nd:YAP增益介质,使用V:YAG被动调Q获取1.34μm激光的新方法。实验中通过LD侧面抽运Nd:YAP晶体获得了1.34μm基频光,在腔内加入初始透过率适合的V:YAG晶体,实现了1.34μm激光高重频输出。主要研究内容综述如下:(1)首次使用LD侧面抽运Nd:YAP/V:YAG被动调Q获得了1.34μmn高重频激光输出。(2)首次建立了V:YAG被动调Q初始透过率、输出镜反射率和激光增益的归一化关系优化曲线,并依据抽运条件等确定了V:YAG被动调Q晶体的最佳初始透过率和晶体尺寸。为选取晶体提供了可靠的理论支持,保证了实验能够准确如期的完成。(3)根据V:YAG晶体的物化性质,分析给出了晶向极化方向与激光偏振方向夹角和饱和吸收体基态、激发态吸收截面之间的变化关系。设计了可旋转式调Q水冷盒。(4)利用高斯光束ABCD传输矩阵优化了腔型设计,实验研究了V:YAG被动调Q晶体的初始透过率对连续1.34μm被动调Q激光输出特性的影响,获得了1.34μm激光输出脉宽、输出功率、重复频率与抽运光功率、V:YAG被动调Q晶体的初始透过率等之间的关系。(5)在V:YAG被动调Q晶体的初始透过率为95%,抽运光功率为811W时,获得了最大平均输出功率3.95W,光光转换效率0.49%,最高峰值功率1328W的高重频1.34μtm激光输出。相应的重复频率为14.3kHz,脉冲宽度208ns。
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