大功率、高亮度全固態(tài)綠光激光器及紫外激光器研究.pdf

1、全固態(tài)激光器(DPL)因為具有熱效應小、效率高、器件結(jié)構(gòu)緊湊、能獲得高功率和高光束質(zhì)量輸出等優(yōu)點,而成為固體激光器一個富有生命力的發(fā)展方向,倍受青睞.輸出功率大于1OOW,甚至達到1000W,M<'2>接近1的大功率、高亮度全固態(tài)激光器在工業(yè)材料加工、戰(zhàn)術軍用和慣性約束聚變等方面展示出廣闊的應用前景,更是當前全固態(tài)激光器研究的前沿課題.全固態(tài)激光器技術結(jié)合非線性光學頻率變換技術是目前最有前途的紫外光源獲得方案.該論文主要進行了以下兩個方

2、面的工作:(1)對獲得大功率、高亮度激光輸出的常用的基模動態(tài)穩(wěn)定腔(DSRs)技術,最近發(fā)展出來的三鏡或四鏡DSRs技術以及雙棒串接腔技術(插入90°偏振旋光片補償熱致雙折射)技術進行了解析分析和圖解分析.尤其是首次采用圖解法分析了當兩個泵浦組件具有稍微不同的熱效應時,雙棒串接諧振腔及插入90°偏振旋光器補償熱致雙折射的雙棒串接諧振腔的穩(wěn)定性和模式特性與理想情況的差異,揭示了雙棒的不同熱透鏡焦距對雙棒串接腔的巨大影響,并在通過實驗獲得證

3、實.在實驗中我們采用兩個CEO公司的150W(1064nm)LD泵浦組件,使用對稱雙棒串接腔獲得了265.4W的激光輸出,電光轉(zhuǎn)換效率約為10.3％.(2)對比分析了在高功率、高重復頻率全固態(tài)綠光激光器中采用按常溫匹配角切割KTP晶體和按高溫匹配角切割KTP晶體的優(yōu)缺點,在實驗中采用80℃切割Ⅱ類相位匹配的KTP晶體(θ=90°,φ=24.8°),以CEO公司的1600W(808nm)LD泵浦組件作為泵浦源,利用高效率凹平諧振腔,在泵浦

4、電流為17.7A時獲得了高達110w的532nm綠光輸出,這是目前國內(nèi)最高水平.808nm-532nm的轉(zhuǎn)換效率約為10％,電光轉(zhuǎn)換效率約為4.6％,聲光Q開關的重復頻率為10.6kHz,脈沖寬度為142ns.在連續(xù)運轉(zhuǎn)10分鐘內(nèi),輸出功率的波動極小,穩(wěn)定性優(yōu)于99％.在對高功率、高重復頻率內(nèi)腔倍頻綠光激光器的諧振腔的理論分析中,將高平均功率運轉(zhuǎn)條件下KTP晶體的熱效應等效為薄透鏡.采用圖解分析方法,證明了高平均功率運轉(zhuǎn)條件下KTP晶體