浅析1064nm波段激光器研究现状

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1、浅析1064nm波段激光器研究现状李喆(屮国空空导弹研宂院，洛阳471009)摘要近年来1064nm波段的激光器在测距、测高、信号干扰、大气遥感等方面得到了广泛应用，引起了科研人员的关注。本文综述了1064nm波段激光器，对几种激光器进行了简单的理论分析，介绍了各自的发展现状，并分析了今后1064nm激光器的研究方向。关键字激光技术；全固态激光器；光纤激光器；半导体激光器；1064nm中图分类号：TN248.1文献标志码:AAnalysisof1064nmWave-bandLasersResearchLiZhe(ChinaAcademyofair-

2、to-airmissiles^Luoyang471009，China)AbstractInrecentyears,the1064nmbandlaserhasbeenwidelyarousedinthelaserranging,altimetry,signalinterference,atmosphericremotesensingapplicationstheconcernofresearchers.Inthispaper,Isummarizethe1064nm-bancIlaser,havebeentheoreticalanalysisonafe

3、wsimplelaser,recommendthedevelopmentoftheirownstatus，andanalyzetheIO64nmlaseronthedevelopmentdirectionofresearchinthefuture.Keywordslasertechnology;all-solid-statelasers;fiberlaser;semiconductorlasers;1064nm1、引言激光是近代科学技术中的重大发明之一，1064nm波段激光器在激光测距、激光制导、相干通信、大气研宄、医疗器械、光学图像处理、激光打印

4、机等高科技领域有着独具特色的应用前景+5］。20世纪70年代中后期，人们围绕如何提高1064nm波段激光器的输出功率及效率从材料、器件到结构进行了多方位的探索研究，促使人们在提高效率、小型化及性能稳定的方而进行更深层次的研究开发。本文综述了1064nm波段激光器的研究，并试析了1064nm波段激光器研宄的发展方向。2、体激光器的研究进展(1)激光工作物质自1964年Nd:YAG激光晶体在激光器中成功应用以来'其优良的综合性能可以满足激光器工作的各种耑求。YAG晶体具有硬度高、光学性能好、热传导率高、荧光光谱窄等特性,这使得Nd:YAG激光器增益系数

5、大。它对泵浦光的主要吸收峰位谱线位于570—950nm范围内。Nd:YAG能级如图1所示，其屮以1064nm的焚光谱线最强［7］，*F3/2-4l9/2的跃迁属于三能级系统，阈值较高，只有在低温下才能实现激光振荡，所以Nd:YAG激光器都需要进行冷却处理。图1Nd:YAG能级图Figi.ChartofNd:YAGenergygradeNdzYVO,晶体是向然双折射晶体，其激光输出是沿Jr方叫的线偏振光，其吸收系数要比Nd：YAG晶体的吸收系数大四倍，而且Nd:YVO.,激光晶体对泵浦光的吸收谱线很宽，达到10nm,这也减小了对半导体激光器波长稳定性

6、的要求。所以Nd:YVO,晶体是一种理想的固体激光材料。钕玻璃是在某种成分的光学玻璃中掺入适量的NdA制成的。Nd3’在玻璃中和Nd:YAG晶体中的能级结构基本上相同。钕玻璃荧光寿命长，荧光线宽很宽，可用于高功率激光器屮。近年来钕玻璃板条激光器的出现和Nd:YAP的应用，已可实现高重复频率高功率激光系统。(1)激光器的进展现阶段，大部分固体激光器采用半导体激光器或者二极管阵列泵浦的技术，有其身的优势：工作时间长、低功耗、光光转换效率商、体积小，便于设计小型化。但是用于高功率激光器时，需要对激光材料冷却保护，进行精确的温度控制使其保持稳定工作状态。关

7、于泵浦方式，首先是端谢泵浦方式。如图2所示，半导体激光器(LD)的输出光在经过一组准直聚焦透镜后从晶体的端面入射到晶体中，泵浦光的入射方向与产生的激光振荡方向一致。DiodehocusinglensOutputWColIinKiliny.cnsLasercr>>la)图2二极管端而泵浦固体激光器示意图Fig2.SketchmapofDiode-pumpedsolid-statelaser在端面泵浦结构中，可以把尽可能多的泵浦光有效地耦合到基模激光TEM(I。模体积中，这使得激光器效率很高，光朿质量很好，光朿质量因子氏。南开大学现代光学研究所的脉冲激

8、光二极管阵列泵浦Nd:YVO,/GaAs激光器，获得脉冲宽度为7ns,脉冲峰值功率为3.4kW的1064nm激光输出_8: