全固態(tài)超短脈沖激光器的研究.pdf

1、1992年，Ursula Keller首次在實(shí)驗(yàn)中引入半導(dǎo)體可飽和吸收鏡(SESAM)，為全固態(tài)超短脈沖激光器的研究提供一種新的研究思路和實(shí)現(xiàn)途徑。SESAM鎖模解決了在之前的全固態(tài)被動(dòng)鎖模激光器中脈沖序列不規(guī)律的問(wèn)題，使全固態(tài)激光器的平均輸出功率、脈沖時(shí)間寬度及脈沖的峰值功率及頻率方面有了極大的提高，極大地促進(jìn)的全固態(tài)超短脈沖激光器的研究的發(fā)展。超短脈沖激光是具有皮秒、飛秒量級(jí)(10-12s～10-15s)持續(xù)時(shí)間的激光脈沖，這種激光

2、脈沖具有極高的峰值功率、很寬的光譜寬度和激光發(fā)射時(shí)間極短等特點(diǎn)，在物理、生物學(xué)、激光光譜學(xué)、光通信和激光精細(xì)加工、非線性頻率變換等眾多領(lǐng)域具有廣泛的用途。由于SESAM鎖模技術(shù)具有自啟動(dòng)、穩(wěn)定性好及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單應(yīng)用方便等優(yōu)點(diǎn)，因而近年來(lái)成為激光領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。 本論文主要基于Nd：YVO4晶體和Nd：GdVO4晶體的SESAM被動(dòng)鎖模，進(jìn)行理論和實(shí)驗(yàn)研究。論文主要內(nèi)容有： 1.SESAM鎖模技術(shù)特點(diǎn)。介紹SESAM鎖模技

3、術(shù)特點(diǎn)，以及與其它鎖模技術(shù)相對(duì)比，SESAM鎖模技術(shù)所具有的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。并簡(jiǎn)要介紹SESAM作為鎖模器件實(shí)現(xiàn)鎖模的工作機(jī)理與理論研究。 2.實(shí)現(xiàn)Nd：YVO4的高功率、窄脈寬鎖模激光輸出。利用諧振腔理論，優(yōu)化諧振腔設(shè)計(jì)，利用半導(dǎo)體可飽和吸收鏡(SESAM)，實(shí)現(xiàn)了Nd：YVO4的高功率、窄脈寬鎖模激光輸出。泵浦功率至10.73w時(shí)，得到3.508W的鎖模輸出，光-光轉(zhuǎn)換效率為32.69％。 3.對(duì)兩端輸出激光諧振腔進(jìn)行改進(jìn)

4、，實(shí)現(xiàn)了Nd：GdVO4激光器的單端鎖模激光輸出，提高了激光器的實(shí)用價(jià)值。在泵浦功率為10.07W時(shí)得到3.027W的單端鎖模激光輸出，其相應(yīng)的鎖模脈寬為7.6ps。激光器為單端鎖模激光輸出，與傳統(tǒng)的雙端輸出相比，單束光輸出可以得到更高的泵浦利用效率，具有更高的應(yīng)用價(jià)值。 4.以KTP為倍頻元件，實(shí)現(xiàn)了532nm窄脈寬的綠光鎖模脈沖輸出，最高功率為400mW，脈寬為5.5ps。SESAM作為腔鏡對(duì)于532nm綠光的反射損耗較大，