【摘 要】
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新型二维可饱和吸收材料在被动调Q的脉冲激光器应用中表现出优异的物化性能和光学特性,成为了被动调Q激光技术的重要材料和手段,其潜在的价值也在不断的被挖掘和探索中。本文
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新型二维可饱和吸收材料在被动调Q的脉冲激光器应用中表现出优异的物化性能和光学特性,成为了被动调Q激光技术的重要材料和手段,其潜在的价值也在不断的被挖掘和探索中。本文主要采用MoS2饱和吸收体材料作为固体激光器的被动调Q元件,以Ho:SSO为激光工作晶体材料,对2 μm的固体激光器进行了被动调Q激光实验,并对脉冲激光器的输出性能进行了分析研究。另外也研究采用了MoO3-x为被动饱和吸收体,对Nd:YVO4和Er:YAG激光工作晶体材料进行了被动调Q脉冲激光实验,对激光器的输出性能也进行了分析。通过利用ABCD光束传输矩阵对谐振腔的性能进行了稳定性的模拟分析,从谐振腔输出镜与晶体等效端面的距离、输入镜焦距、晶体等效热焦距等几个方面详细模拟分析了谐振腔输出镜上的光斑半径和晶体等效平面上光斑半径变化的情况。通过模拟分析各参数,对谐振腔的稳定性性能进行了优化,进行了连续Ho:SSO激光输出实验,对其性能进行了稳定性验证,并准确地测量了在不同透过率激光输出镜下的平均输出激光透射功率。在30%的透射率时,得到最大的平均激光输出功率为3.28W。通过化学反应和气相沉积法制备了MoS2饱和吸收体,并用在以Ho:SSO为激光工作晶体的激光实验中,得到了中心波长2103.6 nm的脉冲激光。在最大吸收泵浦晶体功率12.58 W下,得到脉冲输出激光的平均输出功率为1.11 W,对应的最高脉冲输出峰值功率为34.7 W。此次实验结果肯定地表明,MoS2饱和吸收体材料在固态2μm的激光器中表现出巨大的应用潜力。同时,Ho:SSO激光工作晶体是一种理想的红外增益介质。通过水化法制备了MoO3-x饱和吸收体材料,并在1.06μm和1.64μm两个波段分别进行了被动调Q脉冲激光实验,其所用晶体分别为Nd:YVO4和Er:YAG。在这两个输出激光波段都得到了稳定的脉冲激光输出。其中,在1.06μm波段,在最大入射的泵浦源输出功率10.6 W下,得到脉冲激光输出的最高平均输出功率为0.79 W,对应脉冲的最高重复频率为138.8 KHz。在1.64μm波段,在最大入射泵浦源输出功率9.8 W下,得到脉冲激光输出的最高平均输出功率为1.13 W,对应的脉冲最短脉宽为275 ns,最高峰值功率为33.76 W。实验证明MoO3-x具有宽的调制范围,在光学调制器之中有着良好的应用价值,且在大气环境中表现出良好的稳定性。
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