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1、第41卷第3期红外与激光工程2012年3月Vol.41No.3InfraredandLaserEngineeringMar.2012全固态连续波Yb:YGG激光器的理论与实验12121,23吕亮,张永东,王军利,张治国,魏志义,张怀金(1.西安电子科技大学技术物理学院,陕西西安710126;2.中国科学院物理研究所光物理重点实验室,北京100190;3.山东大学晶体材料国家重点实验室,山东济南250100)摘要:Yb:Y3Ga5O12(Yb:YGG)晶体是具有优异光谱特性和热力学性能的一种新型激光增益介质
2、。利用准三能级系统速率方程,对激光二极管纵向泵浦的全固态连续波Yb:YGG激光的输出特性进行了理论分析和数值计算。在此基础上设计并进行了该激光的实验研究,采用最佳透过率6%的输出镜,在6.8W泵浦下得到了2.3W的最大功率,实验结果与理论分析结果吻合,对应中心波长为1037nm,最大斜效率达71.8%。关键词:激光二极管泵浦;Yb:YGG激光器;准三能级系统中图分类号:TN248.1文献标志码:A文章编号:1007-2276(2012)03-0596-05Theoryandexperimentofalls
3、olid-stateCWYb:YGGlasers12121,23LvLiang,ZhangYongdong,WangJunli,ZhangZhiguo,WeiZhiyi,ZhangHuaijin(1.SchoolofTechnicalPhysics,XidianUniversity,Xi′an710071,China;2.LaboratoryofOpticalPhysics,InstituteofPhysics,ChineseAcademyofSciences,Beijing100190,China;3.
4、StateKeyLaboratoryofCrystalMaterialandInstituteofCrystalMaterial,ShandongUniversity,Jinan250100,China)Abstract:Laserdiodeshaveattractedgreatattentioninallsolidstatelasersbecausetheyguaranteeacompact,cost-efficient,andreliablesystem.Ytterbium(Yb)dopedrare-
5、earthgarnetY3Ga5O12(Yb:YGG)crystalisoneoftheidealnewlasergainmaterialsbecauseofthewideemissionbandandexcellentthermalconductivity.Accordingtotherateequationofquasi-three-levelsystem,theoutputcharacteristicoflongitudinallypumpedcontinuouswave(CW)Yb:YGGsoli
6、dstatelaserwastheoreticallyanalyzed.Therelationshipbetweenincidentpumppowerandouputpowerbasedonoutputcoupler(OC)wasnumericallycalculatedwithoutconsideringthere-absorptionloss.Basedonthiswork,aLDpumpedYb:YGGCWlaserwasexperimentalcarriedoutwiththreedifferen
7、tOC.Withtheoptimumtransmission6%(OC),laseraverageoutputpowerupto2.3Wwasobtainedwiththeincidentpower6.8W,whichwaswellagreementwiththenumericalresult.Thelaseroperatedatcentralwavelengthof1037nmwithmaximumslopeefficiencyof71.8%.Keywords:laserdiodepumped;Yb:Y
8、GGlaser;quasi-three-levelsystem收稿日期:2011-07-16;修订日期:2011-08-19基金项目:国家自然科学基金(10874237)作者简介:吕亮(1988-),男,硕士生,主要从事二极管泵浦的新型全固态超快激光的产生研究。Email:lvyongliang1988@gmail.com导师简介:魏志义(1963-),男,研究员,博士生导师,主要从事超强超短脉冲激光及新型全固态激光方面的研究