LD端面抽运Nd:YVO4双波长电光调Q激光器研究

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1064/1342nm双波长激光处于大气透过窗口,容易被水吸收,且在光纤中损耗较低,在激光测距、激光制导、相干通信、大气研究、光学图像处理等领域有着极其广泛的应用背景。其和频产生的593nm激光光束属于黄光波段,其可用作信标光,测量激光在大气传输中的畸变。另外Nd:YVO4(掺钕钒酸钇)晶体具有阈值低、效率高的优点,是产生1064/1342nm波长激光的优良工作物质。目前对双波长电光调Q激光器的研究主要汇聚在三腔镜结构使用单一电光调Q同时调Q中,很少有使用双电光调Q晶体分别调Q的。本论文通过理论和实验两方面对输出功率配比合理、输出脉冲具有较好时间重叠的LD端面抽运Nd:YVO4 1064/1342nm双波长双电光调Q激光器进行了详细研究。(1)根据双波长调Q理论列出LD端面抽运Nd:YVO4 1064/1342nm双波长调Q激光器速率方程,并加入电光Q开关损耗修正项。分析速率方程给出最佳输出镜透过率,利用Matlab仿真软件使用龙格-库塔法求解速率方程得到双波长腔长、电光晶体调Q晶压对双波长脉冲激光输出功率配比的影响以及双电光调Q晶体Q开关开门延时与双波长同时输出之间的关系。(2)通过求解Nd:YVO4晶体热传导方程得到一定抽运功率下的晶体热透镜焦距,分析电光晶体的物化特性,计算不同波长的Vλ2电压,并设计一种使用单一工作物质,双电光调Q晶体分别对1064nm、1342nm激光进行调Q的新型谐振腔结构,使用ABCD矩阵计算稳区图。最终确定1342nm输出镜透过率为3%,腔长为70mm,1064nm输出镜透过率为40%,腔长为160mm,并采用两个RTP电光调Q晶体实现双波长电光调Q激光输出。(3)在理论和实验设计的基础上,实验研究了Nd:YVO4 1064/1342nm双波长连续激光器的输出特性和双波长双电光晶体调Q激光器的输出特性,得到了在1342nm输出镜透过率为3%,腔长为70mm,1064nm输出镜透过率为40%,腔长为160mm,重频10kHz,抽运功率33.1W,1342nm电光调Q晶压为2250V,1064nm电光调Q晶压为1690V,以1342nm Q开关触发时间为基准,1064nmQ开关延时为1300ns时,1064nm和1342nm输出功率分别为0.45W/0.404W,脉冲宽度分别为38.15ns/63.14ns,并且输出脉冲尖峰时间重叠的1064/1342nm双脉冲激光。
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