掠入射板條結構皮秒激光放大器的研究.pdf

1、隨著半導體泵浦的全固態(tài)激光技術的迅速發(fā)展，特別是半導體泵浦的板條激光放大器的發(fā)展，很大程度上提升了固體激光的輸出功率，改進了光束質量。由于半導體泵浦板條放大器具有效率高、結構緊湊、光束質量好的特點，在工業(yè)加工、非線性頻率變換等許多領域都有廣泛的使用，也是目前激光領域的研究熱點。一般來說，激光器種子源的輸出功率比較低，在實際操作中會采用主振蕩功率放大裝置(Master Oscillator Power Amplifier,MOPA)來提升

2、激光的輸出功率來滿足應用需求。近幾年，基于板條放大裝置直接放大低功率種子源的技術在國際上已經引起了比較大的關注。
　　本論文對采用Nd∶YVO4板條晶體放大低功率的被動調Q微晶片皮秒種子源的技術進行研究，以獲得高增益、高光束質量全固態(tài)皮秒激光放大器。
　　與端面泵浦棒狀結構相比，半導體側面泵浦板條型增益介質能有效減小介質內部的熱致波前畸變與熱應力。板條介質的冷卻面大，厚度薄，表面積體積比大，可以高效實現(xiàn)對晶體的散熱，降低晶體

3、中的溫度梯度。通過對掠入射板條內部由折射率引起的熱致波前畸變和熱透鏡效應進行分析，垂直方向由于板條結構會有一個補償作用，對板條的熱效應影響較小。在垂直方向上采取較小的光斑時，會有很高的提取，并且光束質量幾乎不會惡化。本文理論分析了內部入射角、種子光在泵浦面上的水平寬度和外部光斑大小之間的關系。采用新型的液態(tài)金屬材料作為熱傳導材料，經過實驗驗證其散熱性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的薄銦膜，改善了板條實驗過程中的熱效應?；诳娠柡臀阵w(SESAM)被動

4、調Q微晶片皮秒源，將脈沖重復頻率100kHz、脈沖寬度～90ps、光束質量M2≤1.16的10mW低功率種子光經過掠入射Nd∶YVO4板條單通放大，最終獲得11.4W的激光輸出，光光效率達到20.7％，光束質量Mx2=1.25，My2=1.20。通過增加垂直方向的泵浦光大小，降低泵浦面的功率密度，經過掠入射板條雙通放大，最終放大獲得13W的激光輸出，光光效率達到23％，峰值功率～1.2MW，單脈沖能量130μJ，光束質量Mx2=1.30