【摘 要】
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高重频、高偏振的1064nm全固态激光器在激光测距、光电对抗、激光精细加工等领域具有广泛应用。传统的全固态固体激光器（DPSSL）在抽运功率增加时,晶体受热效应和退偏效应的影响,导致光束质量因子变差和偏振度下降,限制了激光器的输出功率。主振荡级-功率放大级（MOPA）结构是实现高功率、高重频、高偏振全固态激光输出的有效手段。针对这一问题,本文对全固态高重频高偏振的MOPA激光器展开实验研究。本文分
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高重频、高偏振的1064nm全固态激光器在激光测距、光电对抗、激光精细加工等领域具有广泛应用。传统的全固态固体激光器（DPSSL）在抽运功率增加时,晶体受热效应和退偏效应的影响,导致光束质量因子变差和偏振度下降,限制了激光器的输出功率。主振荡级-功率放大级（MOPA）结构是实现高功率、高重频、高偏振全固态激光输出的有效手段。针对这一问题,本文对全固态高重频高偏振的MOPA激光器展开实验研究。本文分别采用声光调Q和被动调Q Nd:YVO4激光器作为本振级,选择LD端面泵浦Nd:YVO4的方式作为放大级,实现了高重频、高偏振的激光输出。论文综述了高重频高偏振度MOPA结构激光器的国内外研究现状,介绍了高重频高偏振度MOPA结构激光器的相关理论。在主振荡级激光器理论基础上,设计了LD端面泵浦Nd:YVO4激光器为主振荡级结构,在自由运转状态实现了7W高偏振度激光输出,光-光转换效率为38.90%。通过在腔内置入声光调Q器件,在重复频率90k Hz时,实现4.9W高重频高偏振度激光输出,光-光转换效率为27.40%,脉冲宽度89.60ns;在重复频率10k Hz时,激光输出功率2.18W,脉冲宽度最为40.20ns。窄采用Cr4+:YAG被动调Q方法,在初始透过率T为95.57%时,最大输出功率为2.21 W,脉冲宽度为67.60ns,重复频率为144.36k Hz。在初始透过率近似相同情况下,对比研究了单Cr4+:YAG晶体和双Cr4+:YAG晶体串接的被动调Q激光器输出特性,分别获得了9.56k Hz和7.88k Hz重复频率激光输出,脉冲宽度分别为23.60ns和21.80ns。设计了LD端面泵浦Nd:YVO4激光放大器,在7W自由运转状态,通过单级单端LD端面泵浦放大,获得了11.9W的偏振激光输出,放大级能量提取效率为27.44%。在声光调Q重复频率为90k Hz时,通过放大实现了8.9W的偏振激光输出,放大级能量提取效率为16.24%。在被动调Q情况下,研究了单级LD单端泵浦和单级LD双端泵浦放大,功率为2.21W的种子光经过单级单端LD泵浦放大,获得了4.2W的高重频高偏振激光输出,放大级能量提取效率为7.07%。2.21W种子光经过单级双端LD泵浦放大,获得了4.8W的高重频、高偏振激光输出,放大级能量提取效率为6.79%。
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