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半导体(LD)端面泵浦全固态激光器,因其能够输出高质量的激光光束而成为近年来研究的热点。Nd:YVO4晶体是适于LD端面泵浦的晶体之一,它的吸收截面比较大,吸收带宽比较宽,但是因其导热性差、热效应明显,因而限制了Nd:YVO4晶体在大功率激光领域的发展,因此如何减少晶体热效应成为Nd:YVO4晶体研究热点。Cr4+:YAG晶体是1988年出现的一种新型的近红外宽带可调谐固体激光材料,它的发射谱位于1.31.6μm,处于人眼的安全波段和光纤的零色散、零损耗区内,利用Cr4+:YAG作为增益介质,已先后实现了连续、脉冲泵浦下的调Q、被动锁模、自锁模运转。因此Cr4+:YAG晶体在远距离传感、光通信、光谱学、医疗、激光技术等领域有着广泛的应用前景,成为近年来研究的热点。本文就脉冲泵浦减少Nd:YVO4晶体热效应以及Nd:YVO4/Cr4+:YAG被动调Q锁模进行了理论和实验研究。本文的内容主要分为四部分:(1)导论;(2)Nd:YVO4/Cr4+:YAG被动调Q及被动调Q锁模理论;(3)连续LD泵浦Nd:YVO4/Cr4+:YAG被动调Q及被动调Q锁模的实验研究;(4)脉冲LD泵浦Nd:YVO4/Cr4+:YAG被动调Q锁模的实验研究。(1)介绍了全固态激光器的发展;通过比较给出了LD端面泵浦全固态激光器的特点;简单介绍了调Q的研究概况和原理;就锁模的几种方式及其原理进行了介绍。(2)对Cr4+:YAG晶体的主要特点进行了介绍;进行了简单的Cr4+:YAG被动调Q理论研究;对被动锁模的涨落理论(或称为起伏模型)以及被动锁模过程中的基本物理过程进行了简介,并就被动锁模激光器的第二阈值以及利用Cr4+:YAG晶体进行被动锁模过程中激光晶体的自聚焦作用进行说明;介绍了Cr4+:YAG晶体的性质;详细介绍了其饱和吸收特性,并从速率方程出发分析了Cr4+:YAG运转在调Q、锁模的条件,给出了第二激发态的饱和光强的数值大小,为实验研究打下基础;由ABCD矩阵,计算出连续光泵浦时不同泵浦功率下的谐振腔的稳定区,理论上计算出连续光泵浦时,不同腔长Cr4+:YAG上光斑半径随泵浦功率的变化,不同泵浦功率光斑半径随腔长的变化;同时计算出泵浦功率为8.5W时,不同占空比时的谐振腔的稳定区,占空比1:5时,Cr4+:YAG上的光斑半径随泵浦功率的变化。(3)进行了连续LD泵浦Nd:YVO4/Cr4+:YAG被动调Q以及被动调Q锁模实验研究,得到在不同的腔长及不同泵浦功率时的被动调Q锁模脉冲实验图像,就实验结果给出了说明和分析,给出了实现被动调Q以及被动调Q锁模的实验条件,对实现调Q锁模后峰值功率的提高进行了分析。(4)采用脉冲LD泵浦方式,实现了Nd:YVO4/Cr4+:YAG被动调Q锁模运转,得到在不同的腔长及不同泵浦功率时的被动调Q锁模脉冲实验图像,并与连续LD泵浦Nd:YVO4/Cr4+:YAG被动调Q锁模实验结果进行比较,就实验结果进行了分析;变换实验条件,对不同的谐振腔输出镜透过率和不同的Cr4+:YAG晶体的初始透过率的实验结果进行了实验对比,得到了有益的结果。