二極管泵浦摻Nd(Tm)晶體脈沖激光特性研究.pdf

1、激光晶體和吸收體是超快激光器重要的組成部分，它們的發(fā)展引領(lǐng)著超快激光的發(fā)展方向。人們總是不斷的去尋求新型的激光晶體和飽和吸收體以便獲得性能更好的超快激光。寬光譜的釹釔雙摻氟化鍶（Nd,Y:SrF2）晶體，由于其具有優(yōu)良的機械性能、較高的熱導(dǎo)率和較寬的熒光發(fā)射線寬越來越受到人們的關(guān)注。而以制造成本低、調(diào)制范圍廣、恢復(fù)時間短等優(yōu)點著稱的碳基吸收體（碳納米管、石墨烯）也在超快激光領(lǐng)域嶄露頭角。本文使用新型的碳基吸收體對不同激光晶體的脈沖輸出特

2、性進行了研究，具體研究內(nèi)容如下：
　　1、對釹釔雙摻氟化鍶（Nd,Y:SrF2）和摻銩鋁酸釔（Tm:YAP）兩種激光晶體的特性及其研究現(xiàn)狀進行了綜述。簡述了碳基吸收體（碳納米管、石墨烯）的制備過程和各自特性。
　　2、對Nd,Y:SrF2新型激光晶體的光譜特性進行了表征，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了激光二極管（LD）泵浦Nd,Y:SrF2晶體連續(xù)激光和被動調(diào)Q鎖模激光運轉(zhuǎn)。通過調(diào)節(jié)摻入的Y3+離子的濃度可以人為的控制激光晶體的吸收、發(fā)射

3、光譜線寬。經(jīng)過不斷的優(yōu)化，最終得到了發(fā)射線寬高達15 nm的Nd,Y:SrF2晶體。在連續(xù)特性中對比不同摻雜濃度的晶體的性能，獲得最大輸出功率為830 mW,最大斜效率為43.5％。使用Cr4+:YAG作為可飽和吸收體實現(xiàn)了LD泵浦Nd,Y:SrF2晶體被動調(diào)Q鎖模運轉(zhuǎn)。實驗中獲得最大輸出功率150 mW，最大重復(fù)頻率4.53 kHz,調(diào)Q包絡(luò)內(nèi)的鎖模脈沖寬度為820.5 ps。
　　3、在傳統(tǒng)W型激光諧振腔的基礎(chǔ)上進行優(yōu)化，使用

4、反射式單壁碳納米管作為可飽和吸收體實現(xiàn)了單端輸出的LD泵浦Nd,Y:SrF2晶體連續(xù)鎖模激光運轉(zhuǎn)。在吸收泵浦功率1.97 W時獲得最大功率為319 mW，相應(yīng)的重復(fù)頻率為107.8 MHz，中心波長為1056 nm。在未使用色散補償裝置的前提下，獲得最窄脈沖寬度為1.7皮秒。實驗結(jié)果表明，Nd,Y:SrF2晶體是一種性能優(yōu)良的激光晶體。
　　4、使用緊湊的直腔，首次實現(xiàn)了LD泵浦Tm:YAP晶體的自調(diào)Q脈沖激光運轉(zhuǎn)。在吸收泵浦功率