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全固态紫外激光器有以下优点:结构紧凑、工作稳定、寿命长等,在众多领域如军用、工业制造及科学研究都有广阔的应用前景,特别在精密加工应用。UV激光具有高光子能量,能够使分子键迅速断裂,不对物质产生多余热量,即“冷加工”,这种加工方法精度高、速度快,在电子、生物工程等领域应用广泛,其中355nm全固态紫外激光器是紫外光源中使用频率最高的。全固态紫外激光器有端面泵浦和侧面泵浦两种常见结构,与侧面泵浦相比,端面泵浦的转换效率更高、输出光束的质量更好,多数商业化全固态紫外激光器采用此种结构,国内华日等几家公司都开发了激光二极管(LD)光纤耦合端面泵浦的商用355nm紫外激光器。侧面泵浦虽然效率略低,但结构紧凑,模块标准化,成本低,易实现高功率输出。本文充分利用侧面泵浦激光器的功率优势,采用标准化细棒径侧面泵浦的耦合模块,通过谐振腔模拟优化基模振荡光束与晶体棒直径匹配实现激光器近基模输出,并通过腔内倍频、和频设计了结构简单,功率较高,成本低,光束质量近基模的355nm紫外激光器,在紫外激光工程化应用方面实现创新,大大促进紫外激光器的发展,使其应用前景更加广阔。本文分析了LD侧面泵浦全固态Nd:YAG紫外激光器的相关理论并研究了其相对应的实验部分。应用矩阵理论模拟了谐振腔内振荡光束的模式,控制晶体棒径与激光器谐振腔优化相结合控制光束质量,采用腔内倍频和频提高激光系统谐波转化效率,分析并设计了温度控制系统;根据理论分析采用Nd:YAG标准化LD泵浦耦合模块设计了激光实验系统,分别进行了基频激光、倍频激光和355nm紫外激光实验研究,分析了泵浦功率、Q开关频率等相关参数与输出激光之间的关系;在输入电功率为280W,调制频率为40k Hz时,355nm紫外激光的最高输出功率为10.58W,激光脉冲宽度为20ns,M2=1.3。理论及实验研究表明,近基模高功率355nm紫外激光的输出可以通过侧面泵浦腔内倍频、和频来实现,此种紫外激光器结构简单、成本低,对紫外激光的工程应用发展具有重要意义。