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LD泵浦的全固态激光器是激光技术领域一个很重要的分支。与传统激光器相比,以其体积小、光电转换效率高、使用寿命长等优点而倍受青睐。尤其近些年发展成熟的倍频准三能级激光器,更以诸多优点被人们广泛利用。但腔内倍频激光器尤其是腔内倍频准三能级激光器输出功率的高频噪声问题却严重的限制了其进一步应用。为此,本文开展了以下工作:
理论方面,对腔内倍频激光器噪声问题的理论模型进行了分析。运用Jones矩阵理论,对四能级腔内倍频激光器件的噪声问题进行了分析,指出了在运用I类相位匹配倍频晶体的四能级激光器件中,激光输出具有低噪声特性。在利用耦合微分方程组对腔内倍频准三能级激光器噪声特性进行分析时,将再吸收损耗因素引入,考察了其对激光噪声行为的影响。分析结果指出,在腔内倍频准三能级激光器中,降低激光器的再吸收损耗有利于降低倍频噪声。
实验方面,对比了Nd:YAG和Nd:YVO4晶体在不同能级特性的倍频激光噪声特性。在利用I类相位匹配倍频晶体的绿光532nm激光器中,获得了低噪声输出。而同条件相比之下,腔内倍频准三能级激光具有较大噪声。为减小准三能级激光器中的再吸收损耗因素,在准三能级蓝光473nm激光器中,分别利用双路耦合和使用较短激光晶体的方法,获得了输出功率为195mW的具有低噪声特性的蓝光输出。在利用掺杂浓度分别为0.15at%和0.25at%激光晶体Nd:GdVO4的深蓝456nm激光器中,分别获得了输出功率为105mW和72mW的具有低噪声特性的深蓝激光输出。