YVO-,4-、SrWO-,4-晶體主動調(diào)Q內(nèi)腔式拉曼激光器的研究.pdf

1、受激拉曼散射(SRS)是一種重要的非線性光學變頻方法，可以獲得新的激光波長，大大拓寬激光的光譜范圍。轉(zhuǎn)換后的激光波長由抽運光的波長和拉曼介質(zhì)決定。受激拉曼散射具有多種優(yōu)良特性，如散射光光束質(zhì)量好、脈寬窄、不需要相位匹配、具有高的轉(zhuǎn)換效率等。與傳統(tǒng)的氣體、液體拉曼介質(zhì)相比，固體拉曼介質(zhì)具有粒子濃度大、體積小、拉曼增益系數(shù)大及熱導性好等優(yōu)點。近年來，多種人工生長的晶體被發(fā)現(xiàn)是優(yōu)良的拉曼介質(zhì)，例如Ba(NO3)2，BaW04，SrWO4，KG

2、d(W04)2和YVO4晶體等。以晶體作為拉曼介質(zhì)的固體拉曼激光器結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、穩(wěn)定性好，在信息、交通、測量、醫(yī)療、國防和工農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域都有重要的應用。 固體拉曼激光器有多種腔型，具體可分為拉曼發(fā)生器、外腔式拉曼激光器、內(nèi)腔式拉曼激光器、耦合腔拉曼激光器以及自拉曼激光器等。其中內(nèi)腔式拉曼激光器的拉曼介質(zhì)位于激光器的諧振腔內(nèi)，可以充分利用腔內(nèi)高的功率密度。并且激光晶體和拉曼晶體是分開的，在高功率泵浦下，拉曼激光器的輸出特性受晶體

3、的熱效應影響比較輕，轉(zhuǎn)換效率高，相對于基頻光功率可以達到60-80％的光.光轉(zhuǎn)換效率，因而在最近幾年備受關(guān)注。 本文以Nd：YAG作為激光晶體，以YVO4和SrWO4晶體為拉曼介質(zhì)，實現(xiàn)了主動調(diào)Q內(nèi)腔式拉曼激光器的高效運轉(zhuǎn)。系統(tǒng)的研究了這兩種晶體的拉曼光的輸出特性，包括不同的脈沖重復率、不同的諧振腔長度、不同的輸出鏡耦合透過率等對拉曼光輸出的影響。具體內(nèi)容為： 介紹了一種新的主動調(diào)Q內(nèi)腔式拉曼激光器的速率方程。通過考慮腔

4、內(nèi)基頻光和拉曼光光予數(shù)密度的橫向分布對拉曼激光器輸出特性的影響，得到了考慮基頻光光予數(shù)密度、拉曼光光子數(shù)密度空間分布的主動調(diào)Q內(nèi)腔式拉曼激光器的速率方程。該速率方程能更好的描述內(nèi)腔式拉曼激光器的輸出特性。 首次采用Nd：YAG晶體作為激光介質(zhì)，YVO4晶體為拉曼介質(zhì)，采用聲光調(diào)Q，研究激光二極管(LD)端面泵浦主動調(diào)Q內(nèi)腔式Nd：YAG/YVO4拉曼激光器的輸出特性。研究了在不同腔長、不同輸出鏡透過率、不同脈沖重復率下，拉曼光的

5、平均輸出功率、單脈沖能量、脈沖寬度與泵浦功率的變化關(guān)系。在泵浦功率為9.8W，脈沖重復率為20kHz時，得到1176nm拉曼光的平均輸出功率為1.46W，相對于LD泵浦功率的轉(zhuǎn)換效率為14.9％。利用速率方程理論對輸出拉曼光的單脈沖能量和脈沖寬度作了計算，理論計算結(jié)果與測得的實驗結(jié)果基本一致。 首次采用Nd：YAG晶體為激光介質(zhì)，SrWO4晶體為拉曼介質(zhì)，采用聲光調(diào)Q，實現(xiàn)了LD端面泵浦主動調(diào)Q內(nèi)腔式Nd：YAG/SrWO4拉曼