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激光二极管泵浦被动调Q激光器是一种可实现短脉冲(ps到ns数量级)、高峰值功率(KW级)、高重复频率(KHz数量级以上)的脉冲光输出的全固化固体激光器。这种激光器具有效率高、体积小、性能稳定、寿命长等优点,在诸如激光雷达、舰船导航、机器人视觉系统、生物医学、微细加工、环境监测等领域,有着重要的潜在应用价值。
本论文从理论上分析了影响被动调Q脉冲输出特性的诸多参量,并将其归结为与激光介质、可饱和吸收体及谐振参量有关的两个综合参量N和α,并通过计算得到了输出Q脉冲的峰值功率、能量和脉宽随着两个综合参量的变化规律。此外还给出连续抽运情况下被动调Q激光脉冲重复频率的计算方法。
对LD泵浦的 Nd:YVO<,4>进行了实验研究,选出T=10%的平面镜为最佳的输出耦合镜。采用四块不同初始透过率Cr<4+>:YAG调Q晶体对Nd:YVO<,4>调Q激光器进行了实验研究,比较了不同输出镜对其平均功率、阈值功率、脉宽、重复频率及峰值功率的影响,寻找到了最佳输出镜为T=30%平面镜。实验结果表明不同初始透过率的Cr<4+>:YAG调Q激光器对应不同范围的重复频率和脉宽,其不同初始透过率的调Q晶体对应的激光阈值、平均功率、重复频率和脉宽都呈一定的规律变化,论文中通过理论分析对其做出了合理解释。
对连续Nd:YVO<,4>/KTP 腔内倍频绿光激光器进行了实验研究,获得光光的转换效率达到 11.5%并分析了造成转换效率较低的原因。对调Q Nd:YVO<,4>/KTP腔内倍频脉冲的绿光激光器进行了实验研究,比较了T<,0>=86.15%和T<,0>=72.12%两块不同初始透过率的调Q激光器输出绿光脉宽和重复频率的情况。