高功率LD泵浦的內(nèi)腔倍頻Nd-YAG激光器研究.pdf

1、激光二極管泵浦的固體激光器(DPSSL,DPL)具有高效率、結(jié)構(gòu)緊湊、工作穩(wěn)定、壽命長和全固化等優(yōu)點(diǎn),在材料加工、軍事、醫(yī)療、科研等領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用,已經(jīng)成為國際上新型固體激光器的發(fā)展熱點(diǎn),高功率全固態(tài)DPL正在成為主流激光器,高功率LD泵浦綠光激光器因其在材料加工、同位素分離等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用更是各發(fā)達(dá)國家致力研究的重點(diǎn).該文圍繞高功率、高重復(fù)頻率全固態(tài)內(nèi)腔倍頻Nd:YAG激光器進(jìn)行了系統(tǒng)的理論和實(shí)驗(yàn)研究,在泵浦電流為17.3A時(shí),獲

2、得了重復(fù)頻率為20.4kHz、脈寬為230ns、輸出功率為82W的綠光,考慮功率計(jì)的修正系數(shù)1.04,實(shí)際獲得了超過85W的532nm綠光輸出,功率不穩(wěn)定性小于±1.03％,光——光轉(zhuǎn)換效率為9.7％.主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)可以概括如下:1、采用高功率雙聲光Q開關(guān)腔內(nèi)同步調(diào)制技術(shù),結(jié)合調(diào)整Q開關(guān)的偏轉(zhuǎn)角度,有效地抑制了高泵浦功率下的腔內(nèi)基波激光振蕩,提高了腔內(nèi)基波的峰值功率密度,為實(shí)現(xiàn)高的倍頻轉(zhuǎn)換效率奠定了基礎(chǔ).已經(jīng)獲得了功率85W的綠光穩(wěn)定輸出,

3、國內(nèi)領(lǐng)先,國際先進(jìn),輸出模式為近高斯分布,質(zhì)量很好.2、計(jì)算了KTP溫度升高對倍頻轉(zhuǎn)換效率的影響以及溫度升高時(shí)最佳相位匹配角的偏離.實(shí)驗(yàn)上采用旋轉(zhuǎn)晶體、加強(qiáng)致冷、控制晶體內(nèi)部光斑大小三種方法相結(jié)合,有效地控制了KTP晶體熱效應(yīng)的影響,增大了倍頻效率,實(shí)現(xiàn)了大尺寸KTP倍頻晶體在高功率條件下的穩(wěn)定正常工作.3、采用傳統(tǒng)平凹腔,分析了高泵浦功率下Nd:YAG棒熱透鏡效應(yīng)和熱致雙折射效應(yīng)的影響,得到了高功率激光器運(yùn)行在第Ⅱ穩(wěn)區(qū)并且基模體積受到