LD泵浦摻釹釩酸類混合晶體調Q及調Q鎖模激光特性研究.pdf

1、激光二極管(Laser Diode)泵浦的全固態(tài)激光器具有結構簡單、泵浦效率高、穩(wěn)定性強、光束質量高等優(yōu)點，在光通訊、工業(yè)精密加工、信息處理、激光測量、激光醫(yī)療等方面得到廣泛的應用，成為了近年來人們研究的熱點。
　　 本文采用光纖耦合的半導體激光器作泵浦源，用Nd∶YVO4、Nd∶Lu0.15Y0.85VO4、Nd∶Lu0.5Y0.5VO4和Nd∶Lu0.33Y0.37Gd0.3VO4晶體作為激光工作物質，利用聲光(acoust

2、o-optic，AO)開關、飽和吸收體GaAs作為腔內調制原件，分別研究了主動和被動調Q的激光輸出特性;利用飽和吸收體GaAs作為腔內調制原件，研究了被動調Q鎖模激光輸出特性;利用AO-GaAs組合，研究了主被動雙損耗調制的調Q鎖模激光輸出特性;同時，運用高斯分布近似下的速率方程對以上調Q及調Q鎖模激光的運轉特性進行了理論分析。論文的主要內容概括為:
　　 Ⅰ利用Nd∶Lu0.15Y0.85VO4和Nd∶Lu0.33Y0.37G

3、d0.3VO4晶體作為激光工作物質，研究了LD泵浦聲光主動調Q1.06μm激光輸出特性，測量了和計算了不同重復頻率和泵浦功率下的輸出功率、脈沖寬度、單脈沖能量以及峰值功率。結果表明三摻晶體Nd∶Lu0.33Y0.37Gd0.3VO4晶體獲得的激光脈沖具有更窄的脈沖寬度、更大的脈沖能量、更高的峰值功率。（第二章第一節(jié)）
　　 Ⅱ利用Nd∶Lu0.15Y0.85VO4、Nd∶Lu0.5Y0.5VO4和Nd∶Lu0.33Y0.37Gd

4、0.3VO4晶體作為激光工作物質，并使用GaAs飽和吸收體兼做耦合輸出鏡，實現(xiàn)了LD泵浦被動調Q激光的運轉。測量了脈沖的輸出功率、脈沖寬度、重復率、單脈沖能量以及峰值功率隨泵浦功率的變化關系，結果表明三摻晶體Nd∶Lu0.33Y0.37Gd0.3VO4晶體獲得的激光脈沖具有更窄的脈沖寬度、更大的脈沖能量、更高的峰值功率。并且在高斯分布近似下，考慮GaAs飽和吸收體的單、雙光予吸收過程，利用速率方程模型，對GaAs被動調Q激光進行理論模擬

5、，理論結果與實驗值相符。（第二章第二節(jié)）
　　 Ⅲ利用Nd∶Lu0.15Y0.85VO4、 Nd∶Lu0.5Y0.5VO4和Nd∶Lu0.33Y0.37Gd0.3VO4作為激光工作物質，用GaAs飽和吸收體作調Q鎖模器件，實現(xiàn)了GaAs調Q鎖模激光輸出，結果表明三摻晶體Nd∶Lu0.33Y0.37Gd0.3VO4晶體獲得的激光脈沖具有更窄的脈沖寬度、更大的脈沖能量、更高的峰值功率。并且考慮GaAs飽和吸收體的單光子、雙光子和自由

6、載流子吸收，利用高斯分布下的速率方程理論對實驗結果進行了理論模擬，模擬結果與實驗值較為吻合。（第三章第一節(jié)）
　　 Ⅳ利用Nd∶YVO4、Nd∶Lu0.5Y0.5VO4和Nd∶Lu0.33Y0.37Gd0.3VO4這三種混合晶體作激光工作物質，將GaAs飽和吸收體兼做耦合輸出鏡，研究了AO/GaAs雙損耗調制的調Q鎖模激光激光特性，其中三摻晶體Nd∶Lu0.33Y0.37Gd0.3VO4晶體獲得的激光脈沖具有更窄的脈沖寬度、更大

7、的脈沖能量、更高的峰值功率。考慮到聲光晶體損耗和聲光調制器對初始反轉粒子數(shù)的影響，建立了描述AO/GaAs雙損耗調制的調Q鎖模激光特性的速率方程組，理論模擬與實驗結果相符。（第三章第二節(jié)）
　　 論文的主要創(chuàng)新工作包括:
　　 Ⅰ首次利用兩摻晶體Nd∶Lu0.15Y0.85VO4和Nd∶Lu0.5Y0.5VO4以及三摻晶體Nd∶Lu0.33Y0.37Gd0.3VO4作為激光工作物質，分別實現(xiàn)了LD泵浦聲光主動調Q、GaA

8、s被動調Q、GaAs被動調Q鎖模、AO/GaAs雙損耗調Q鎖模的1064nm激光運轉。同時建立了高斯分布近似下調Q及調Q鎖模激光的速率方程，數(shù)值模擬方程組的理論值與實驗結果相符。
　　 Ⅱ首次實現(xiàn)了單晶Nd∶YVO4、兩摻晶體Nd∶Lu0.15Y0.85VO4和Nd∶Lu0.5Y0.5VO4以及三摻晶體Nd∶Lu0.33Y0.37Gd0.3VO4的激光特性比較，由于三摻晶體Nd∶Lu0.33Y0.37Gd0.3VO4晶體具有更寬