【摘 要】
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激光二极管(LD)泵浦的固体激光器具有高稳定性，高效率，高能量的优点，被广泛应用于军事、工业、医学和科学研究等领域，已成为国内外激光器领域研究的热点。Nd：GdVO晶体是一种与Nd：YVO晶体同晶型的Nd基质晶体，除具有Nd：YVO晶体的优点(发射截面大、吸收系数大、输出为线偏振等)之外，它在方向具有高的热导率(11.7WmK)，高于Nd：YVO晶体(5.4WmK)及Nd：YAG晶体(11.1wm
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激光二极管(LD)泵浦的固体激光器具有高稳定性，高效率，高能量的优点，被广泛应用于军事、工业、医学和科学研究等领域，已成为国内外激光器领域研究的热点。Nd：GdVO<,4>晶体是一种与Nd：YVO<,4>晶体同晶型的Nd<3+>基质晶体，除具有Nd：YVO<,4>晶体的优点(发射截面大、吸收系数大、输出为线偏振等)之外，它在<110>方向具有高的热导率(11.7Wm<-1>K<-1>)，高于Nd：YVO<,4>晶体(5.4Wm<-1>K<-1>)及Nd：YAG晶体(11.1wm<-1>K<-1>)，使其成为适于高功率泵浦的新型激光晶体。由于切割方向的不同，激光晶体沿不同方向的结构参数具有很大的差异，从而导致不同的激光特性。目前对于a轴切割Nd：GdVO<,4>的研究工作比较多，激光特性研究比较全面。然而对于c轴切割Nd：GdVO<,4>晶体的激光特性研究相对较少，特别是理论研究不足。 本论文从理论和实验两个方面系统研究了c-cut Nd：GdVO<,4>晶体作为激光工作物质的激光特性。我们使用光纤耦合的半导体激光器作为泵浦源，采用声光调制器、Cr<1+>：YAG及GaAs饱和吸收体三种常用调Q方式，对c-cut Nd：GdVO<,4>晶体1.06um和KTP内腔倍频0.53um激光特性进行了实验测量，并利用速率方程对实验结果进行了理论分析；同时在相同条件下，将c-cut Nd：GdVO<,4>晶体实验理论数据与a-cut Nd：GdVO<,4>晶体的相关数据进行了比较，通过对比显示了c-cutNd：GdVO<,4>晶体作为激光物质的一些优良特性。 论文的主要内容概括如下： 1、实验研究了LD泵浦c-cut Nd：GdVO<,4>激光器的基频光及倍频光连续输出特性。 2、采用短平一凹腔，首次研究了LD泵浦GaAs被动调Q c-cut Nd：GdVO<,4>激光器在不同输出镜透过率情况下的激光特性，在泵浦功率为5.4W时获得了13.7ns的最短脉宽。同时给出了耦合速率方程组，数值求解的理论值与实验结果相符。 3、研究了LD泵浦Cr<1+>：YAG被动调Qc-cut Nd：GdVO<,1>激光器1.06um激光输出特性。当Cr<1+>：YAG小信号透过率T<,o>=91％、泵浦功率5.4w时，获得最大单脉冲能量52.5uJ，峰值功率为l330W。数值求解速率方程的理论计算值与实验结果相符。 4、首次研究了LI泵浦声光主动调QC-cut Nd:GdVO<,1>激光器1.06μm激光输出 特性。 5、采用三镜折叠腔，首次对比研究了LD泵浦GaAs被动调Qc-ut Nd：GdVO<,1>/KTP与a-cut Nd：GdVO<,1>/KTP内腔倍频激：光器输出特性，给出并求 解了速率方程组。 6、采用三镜折叠腔，首次对比研究了LD泵浦Cr<’1+>：YAG被动调Qc-cut Nd：GdVO<,1>/KTP与a-cut Nd:GdVO<,4>/KTP内腔倍频激光器输出特性，给出并求解了速率方程组。 7、采用三镜折叠腔，研究了LD泵浦声光主动调Qc-cut Nd：GdVO<,4>/KTP内腔倍频激光器输出特性，给出并求解了速率方程组。 主要创新点：1、利用LD端面泵浦方式，采用平一凹腔，首次从理论和实验上系统研究了声光、GaAs及Cr<’1+>：YAG饱和吸收体调Qc轴切割Nd：GdVO<，4>．激光器1.06μm激光输出特性； 2、采用三镜折叠腔，利用腔内倍频方法，首次实现了LD泵浦C轴切割 Nd：GdVO<,4>/KTP 532nm激光器的连续运转及声光、GaAs和Cr<’1+>：YAG饱和吸收 体的调Q运转，并从理论上进行了数值分析，理论计算值和实验结果一致； 3、首次较为全面地对a轴切割Nd：GdVO<,4>晶体与c轴切割Nd：GdVO<,4>晶体的激光 特性进行了对比研究，得出了c-cut Nd：GdVO<,4>激光器的一些优点。 通过对c-cut Nd：GdVO<,4>，晶体激光性能的研究，可以看出c-cut Nd：GdVO<,4>。激光器输出激光脉宽更窄，重复率更小，且变化幅度不大，更容易获得高单脉冲能量、高峰值功率的激光。
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