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具有单纵模窄脉宽的调Q固体激光器,特别是脉宽为纳秒或亚纳秒的单纵模激光,在激光微加工制造、非线性光学、光电对抗、激光三维扫描、DNA分析等领域具有广阔的应用前景。 采用主动调制的电光调Q方法,可以获得主动可控,脉宽相对较窄的激光输出。采用体布拉格光栅作为耦合输出镜,可以获得单纵模激光的输出。本论文介绍了一种新颖的基于体布拉格光栅的电光调Q单纵模窄脉宽固体激光器,分析了反射式体布拉格光栅的选模特性,同时研究了主动调Q结构中影响脉宽的主要因素,确定并优化了实现单纵模窄脉宽激光输出所需的增益介质和腔结构。 本论文通过:(1)采用反射式体布拉格光栅作为腔镜获得单纵模的输出(2)采用光纤耦合、偏振输出,提高泵浦效率;(3)激光晶体钒酸钇沿a轴切割,获得平行于c轴的π偏振光,缩短腔长也实现偏振振荡输出,优化了调Q器件消光比、泵浦光与振荡偏振、光束模式匹配,提高了增益,并有效降低了腔内损耗;(4)不同重复频率下,激光器所受的热效应不明显,对脉宽与能量的影响不大,在f=150Hz时也能够得到稳定激光输出。最终经过理论分析和实验优化确定了实现单纵模纳秒级脉宽激光所需的谐振腔长度、最佳泵浦位置等参数。 采用准连续半导体端面泵浦沿a轴布儒斯特角切割、掺杂浓度为1.0at.%的Nd:YVO4晶体,采用DKDP晶体进行退压式电光调Q,采用RBG作为腔镜,谐振腔物理长度L=20mm,光学腔长38mm,重复频率f=5Hz至150Hz,泵浦脉宽t=130μs,得到了脉宽1.920ns、单脉冲能量0.38mJ的单纵模激光输出。