论文摘要
Nd:YVO4晶体以其吸收系数大,发射截面大,输出线偏振等优点备受大家的关注。Nd:YVO4激光器输出的1342 nm激光波长接近人眼安全区,以及石英光纤的低色散和低损耗区,所以在激光医学、光纤通信、光纤传感定位和中红外参量振荡器的抽运源等领域有广泛的应用前景;其倍频的671 nm红光对应着彩色全息感光胶层的最大光谱灵敏度,而且可作为Cr:LiSAF等其它激光器的抽运光源。此外,采用KTP、LBO等非线性晶体对LD抽运的Nd:YVO4激光器输出的1342 nm和1064 nm激光进行和频,可以得到593 nm黄色激光。在1342 nm激光输出的较高功率LD端面连续抽运Nd:YVO4激光器的实验研究中,比较了不同腔长和不同输入镜曲率半径下的激光输出功率,最大斜率效率约为22%。结果表明,小功率抽运时,激光器的输出功率基本随抽运功率线性增加;当抽运功率超过一定值时,斜率效率下降,对于长腔斜率效率下降更为明显,甚至出现输出功率降低。通过对晶体中的激光基模半径和热致衍射损耗的计算得出:高抽运功率下,热效应影响了激光器的输出功率,为了获得最大的激光转换效率,激光晶体内不考虑热效应时的基模半径与抽运激光光束尺寸的比值ω0 /ωp在0.8～0.9之间最佳,而且抽运功率越大,比值越小。理论分析与实验结果基本一致。在LD端面连续抽运的Nd:YVO4 / KTP折叠腔腔内倍频激光器的实验研究中,比较了不同腔型结构的红光输出功率,并在实验中获得折叠镜的最佳折叠角度为25°,其有效倍频效率为10.8 %。从理论上对三镜折叠腔结构进行优化设计,研究了腔长、输入镜曲率半径和Nd:YVO4、KTP晶体的热效应对激光谐振腔的稳定区域和Nd:YVO4晶体内激光基模光斑半径的影响;并首次引入研究腔内倍频偏振状态改变的Jones矩阵法来分析折叠角度对输出功率的影响,得到最适合的折叠角度,实验结果与理论吻合。从而进一步完善了折叠腔结构的激光器研究。采用简单平凹腔结构实现Nd:YVO4 / KTP腔内和频输出593 nm黄光。理论上比较了KTP和LBO和频的相位匹配条件,在输出镜对1342 nm激光的反射率为99.7 %时,由双波长振荡条件获得输出镜对1064 nm激光的最佳透射率约为97.3%。在此基础上,当抽运功率为9.1W时,两种激光在谐振腔内的光功率分支比为1.26,从而实现激光运转的增益匹配,获得最大的和频输出。理论与实验基本吻合。