新型式泵浦物料结晶革新频谱的合理光束器研讨

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1、新型式泵浦物料结晶革新频谱的合理光束器研讨0前获得15m波段主要有3种途径：直接输出、光学参量振荡(OPO,opticalparametricoscillator)和受激拉曼散射(SRS)。直接输出利用Er3+摻杂材料在15m波段的谱线，但属于三能级结构，阈值较高，增益和光-光转换效率较低。文献利用LD泵浦Er3+、Yb3+共摻杂磷酸盐餌玻璃获得43mW的连续15m激光输出，斜率效率为102%，但是转换效率却低于5%.利用光参量振荡技术获得15m波段激光，结构较复杂。文献利用LD泵浦NdYVO4和NdGdVO4晶体，通过Cr4+YAG被动调Q

2、和KTP光参量振荡，获得了156W和12W的157m激光输出。ZendzianW等利用LD泵浦NdYVO4和x切向KTP光参量振荡实现了15W平均功率、45ns脉宽、重复频率为40kHz的157m激光输出。目前利用受激拉曼散射产生15m波段激光的技术中，激光介质和拉曼频移介质是独立的。采用106mNdYAG激光器抽运高压甲烷气体(拉曼介质)可获得154m激光，但巾于受气体热击穿限制，重复率器件须气体循环，同时拉曼盒体积增大，密封更困难，严重限制了器件的工作重复率，也难以进一步提高输出能量。利用Ba(NO3)2拉曼晶体将132mNdYAG激光转

3、换到156m人眼安全波长，是20世纪90年代发展起来的新技术，克服了气体拉曼激光器的缺陷。摻Nd3+钒酸盐激光晶体（如NdYVO4、NdGdVO4等）具有发射截面大、吸收系数高、输出光为线偏振光等优点，最适用于激光二极管泵浦的全固态激光器。尤丼是，NdYVO4晶体己经成为在DPSSL中应用最广泛的激光晶体。然而，关于掺Nd34■钒酸盐激光晶体的研究仅局限于091m、106m和134m波段激光产生方面。KaminskiiAA报道了钒酸盐晶体YVO4和GdVO4具有优良的三阶（3）非线性特性，可以用作可见和近红外波段内高效的拉曼激光频移器。因此，

4、掺Nd3+钒酸盐激光晶体可以将激光介质和拉曼频移介质合二为一，特别是在产晶体拉曼自变频人眼安全152m激光器287生高效的15m波段激光方面更具右潜在的应用价值。本文利用声光调Q技术和平凹谐振腔，采用LD端面泵浦NdYVO4晶体产生1342nm激光，同时利用激光晶体基质材料YVO4的拉曼频移效应，获得了最大平均功率为930mW的152m人眼安全激光输出。i实验装置激光器实验装置如。泵浦源为光纤耦合输出的大功率半导体激光器，光纤输出口径和数值孔径（NA）分别为04mm和022,室温下的峰值波长在808nm附近。从光纤输出的泵浦光经过特定的光学聚

5、焦系统，在激光晶体前表面附近被聚焦成半径约为200m的泵浦光斑。激光器谐振腔采用平凹腔结构，腔长约为125mm.泵浦端腔镜Ml的曲率半径为250mm，其前表面（平面）镀808nm增透膜，后表面（凹面）镀808nm高透膜和1315m高反膜（反射率大于99%）。平面输出镜M2镀134m高反膜，对152m的光部分透射。为了抑制激光晶体的106m谱线，M1和M2对106m的透过率均大于90%.激光晶体为a切向的、掺杂质量分数为03%和尺寸为3mm3mm8mm的NdYVO4晶体，两个通光端面均镀808nm和1342nm增透膜。为去除激光晶体在大功率泵浦

6、下产生的大量的热量，减小激光晶体的热效应，NdYVO4晶体侧面用铟箔包裹置于紫铜块内，并用循环水冷却。声光Q开关两端镀134m增透膜，调制频率在1100kHz范围内连续可调。2实验结果及讨论通过实验优化，声光Q开关的重复频率和输出镜M2对152m的透过率分别被确定为187kHz和178%.为由输出镜M2输出的激光平均功率与入射泵浦功率的关系。在泵浦功率小于22W时，激光输出功率的斜效率非常小，这是因为腔内的134m激光功率密度还没有达到能够通过拉曼频移产生152m谱线的阈值功率密度，输出的激光仅仅是漏出谐振腔外的少景134m激光。当泵浦功率高

7、于22W时，134m激光开始通过拉曼频移产生152m激光，激光输出功率随泵浦功率迅速增大。当泵浦功率为276W时，获得最大平均输出功率为930mW，光光转换效率为34%.由于实验中所使用的NdYVO4晶体没有镀152m增透膜，所以谐振腔内的损耗没有减小到最低程度。今后如果使用镀152m增透膜NdYVO4晶体，相信一定能够大大提高转换效率。利用光谱仪(AdvantestQ8384)对输出激光的光谱进行了测试。为在不同泵浦功率下输出激光的光谱图。当泵浦功率为209W时，输出激光中刚刚有152m谱线产生，此时激光输出功率为67mW,但主要成分是13

8、4m谱线，如（a）。稍微增大泵浦功率到219W时，如（b）,152m谱线的强度便超过Y134m谱线，激光输出功率为86mW.在泵浦功率为276W吋，输出激光中基本上