论文摘要
激光二极管泵浦的固体激光器（DPSL）由于总体效率高、寿命长、光束质量好、全固化、结构简单紧凑、体积小、质量轻等优点,在军事、医学、信息、工业、科研等领域得到了广泛的应用。在高功率情况下,激光晶体普遍都会吸收泵浦光而产生热效应,直接影响激光器的主要性能,并且由于热应力而产生热致开裂也限制了激光晶体所能承受的最大的泵浦功率以及应用范围。近几年,由于Nd:GdVO4激光晶体具有与Nd:YVO4一样优良的激光性能和Nd:YAG一样高的热导率,而得到了广泛的应用。1.34μm波段由于是人眼的安全区且与硅光纤传输窗口吻合而在医疗、通讯、光传感与定位等领域具有非常广阔的应用。利用非线性晶体KTP腔内倍频1.34μm得到671nm红光输出,其在很大范围内可以替代氩离子激光器和价格昂贵、效率低、设备复杂的氪离子激光器。调Q技术可以得到极高的脉冲峰值功率和非常窄的脉宽,使脉冲激光器可以广泛的应用在医疗、测距、加工、光聚合、水下通信、大气污染的测量等各个领域。 本论文以LD端面泵浦的新型Nd:GdVO4晶体激光器为主要研究对象,考察了1.34μm的连续波及声光调Q输出性能,并对其进行非线性光学频率变换,得到了红光输出特性。主要内容如下:1.对激光二极管泵浦固体激光器和激光二极管泵浦的固体激光材料作了简要叙述,介 绍了固体激光器的优势和LD泵浦的激光晶体的主要特性,并且总结了全固态激光 器的发展前景及热点和本论文的主要研究内容。2.讨论了激光晶体的热效应激光性能的各个方面的影响。从热透镜效应、高斯光束的 矩阵变换和ABCD定律来讨论热透镜对设计参数模式时的影响,并以Nd:YVO4晶 体为例,对其1.34μm激光输出的热透镜焦距做了研究,并与1.06μm输出作了比 较。采用简单的平一凹腔设计,研究了1.34μm激光的输出特性,在腔长为3cm、 泵浦功率为7.56W时,获得稳定的1.34μm最大连续波输出功率为2.39W,斜效率 为36.5%,光-光转换效率为31.7%。3.从增益介质中饱和光腔的微分方程出发,研究了泵浦光和振荡光的光强分布对激光