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全固态激光器(Diode Pumped Solid State Laser, DPSSL)是指以半导体激光器(LD)作为抽运源去抽运固体激光介质的固体激光器,具有体积小、重量轻、寿命长、效率高等优点,广泛应用于光存储、光显示、光互联、光信息处理、激光加工、医疗和军事等重要领域,成为激光技术的主要研究和发展方向。激光器运转工程中,激光介质吸收抽运能量一部分会转化为热量,在激光晶体内产生一定的温度梯度,引起的激光晶体折射率的变化会导致热透镜效应,影响激光光束质量,降低输出功率。如何有效地减少抽运过程和激光发射过程中激光介质产生的热量,是全固态高功率激光器研究过程中所面临的主要难题之一。随热键合技术的日益成熟,键合晶体己成为减缓激光器热效应的有效手段之一。热键合晶体由于键合面处有效地热传导,能明显的改善热键合晶体的热效应。减缓激光器热效应的另一有效手段是采用880 nm LD直接把Nd3+抽运到激光上能级,以减小量子缺陷带来的热效应。直接抽运技术减少了粒子的无辐射跃迁,能够有效降低晶体内热量,提高激光器性能。1.5μm左右对人眼的损伤阈值比较高,对人眼安全并且是大气窗口,与1.06μm激光相比,对烟雾有较强的穿透能力,在军事和民用上都有广阔的应用前景。基于受激拉曼散射设计的1.5μm人眼安全波段的激光器由于结构紧凑,输出效率高和转换效率高,以及输出光束质量好受到人们越来越多的关注,成为人眼安全激光器领域的研究热点。本论文主要对LD端面抽运的YVO4-Nd:YVO4键合晶体1342 nm激光器以及调Q运转的YVO4-Nd:YVO4/SrWO4人眼安全拉曼激光器进行了理论分析和实验研究。论文主要内容和创新点概括为:1以Nd:YVO4晶体为激光增益介质,研究了三种不同LD抽运源的抽运条件下,抽运腰斑大小对1342 nm激光输出的影响。实验采用的LD抽运腰斑直径分别为400μm、600μm、800μm,选用800μm纤芯半径的LD作为抽运源可有效减轻激光晶体内的热效应,提高1342 nm激光的最高平均输出功率。2首次在LD端泵激光器实验中同时利用YVO4-Nd:YVO4键合晶体和880nm LD抽运技术。并与相同实验条件下880 nm LD抽运Nd:YVO4单一晶体1342nm激光器、808 nm LD抽运YVO4-Nd:YVO4键合晶体1342 nm激光器、808 nm LD抽运Nd:YVO4单一晶体1342 nm激光器的实验结果进行了比较。利用有限元分析方法,数值模拟了以上几种情况下晶体内的温度分布,晶体内温度梯度小时所得到的激光器斜效率较高。3以YVO4-Nd:YVO4为激光介质,以SrWO4为拉曼介质,采用声光主动调Q,首次实现了LD端面抽运的YVO4-Nd:YVO4/SrWO4主动调Q拉曼激光器在1531 nm人眼安全波长的高效运转。在LD抽运功率为17.1W,脉冲重复率为30 kHz时,LD端面抽运的YVO4-Nd:YVO4/SrWO4主动调Q拉曼激光器实验得到1531 nm拉曼光最高平均输出功率为1.6 W,相应的从LD到1531 nm拉曼光的光-光转换效率为9.7%。