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单频激光源不仅具有一般激光源的特性,它的显著优势在于单频激光源相干长度更长、谱线宽度更窄、噪声更小,在许多领域都有广泛的应用。本论文主要研究全固态腔内倍频Nd:YVO4单频绿光/蓝光激光器,全文主要内容如下:1)对全固态单频激光技术的发展进行了说明。重点阐述了短腔法、耦合腔法、标准具法、双折射滤波片法、环形腔法、扭转模法等单频激光技术的发展历程,对其优缺点及适应场合进行了分析。2)掺钕钒酸钇晶体(Nd:YVO4)的特性分析:简单介绍了 Nd:YVO4的物理与激光特性;阐述了本文涉及的四能级(绿光)及准三能级(蓝光)的能级系统理论,对四能级系统和准三能级系统模型作了仔细分析;重点论述了 Nd:YV04的能级结构及主要的激光跃迁过程,还有Nd:YVO4激光器四能级和准三能级的输入输出特性。3)阐述了二次谐波产生理论,分析了影响倍频转换效率的几个关键因素,如基频光斑大小、泵浦功率密度、倍频晶体长度、相位匹配条件等。随后就实现倍频激光器最关键的相位匹配条件作了重点分析,分别阐述了角度匹配和温度匹配以及走离效应等理论,并建立了一个最佳倍频转换效率模型并作简要分析。在最后一节概括了用于绿光和蓝光激光器的常用倍频晶体,详细描述了 KTP晶体以及LBO晶体的特性,对绿光和蓝光实验倍频晶体的选择作出理论分析。4)全固态腔内倍频Nd:YV04单频绿光/蓝光激光器实验研究:首先基于双折射滤波片选频原理利用琼斯矩阵对偏振光场在激光腔内传播进行模拟,配合MATLAB计算及Origin绘制出双折射滤波片的透过率曲线,分析发现Nd:YVO4晶体长度对选频没有直接影响,而倍频晶体长度越长选频能力越强。在实验上,我们利用双折射滤波片成功实现了绿光/蓝光Nd:YV04激光器的单频输出。利用808 nm的光纤耦合LD作为泵浦源,在1.7 W的泵浦功率下获得了 42 mW的稳定单频绿光输出,激光线宽为69MHz;首次实现了基于双折射滤波片选频原理的Nd:YVO4/LBO单频蓝光激光器,在5.68W的泵浦功率下,单频蓝光的输出功率达到了 17.3 mW,激光线宽为103MHz。