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561nm波长激光在激发荧光探剂方面有着独特而重要的作用,是流式细胞仪与激光共聚焦显微镜等高端生物医学仪器的标准配备激光光源,具有巨大的应用前景。然而目前有关561nm激光器稳定性与噪声的研究还比较少,为了满足生物医学仪器对561nm激光光源的严格要求,有必要对低噪声的561nm激光器进行研究。 本文采用中心波长为808nm的LD泵浦Nd∶YAG晶体,产生1123nm谱线跃迁,再进行倍频输出561nm激光,主要的研究工作如下: (1)分析了Nd∶YAG晶体的光谱特性,发现实现1123nm单谱线振荡的难点在于抑制1112nm与1116nm这两条谱线。依据阈值振荡原理,提出插入标准具与设计特殊的镀膜两种方法来提高1112nm与1116nm谱线的振荡阈值,从而获得1123nm单谱线输出。 (2)分别对上述两种方法进行实验验证,均获得了1123nm单谱线振荡,经过倍频后实现了561nm单波长激光输出。但插入标准具引入了插入损耗,降低了输出功率。实验结果表明设计特殊膜系的方法比较好。在泵浦功率为3W时,平均输出功率为~91.6mW,5分钟内功率稳定性为~0.7%。 (3)驻波腔内空间烧孔效应会导致腔内多纵模振荡,而不同纵模之间的相互竞争与耦合是产生噪声的主要来源。测量比较对应不同纵模结构的RMS噪声大小,发现纵模结构稳定且数量较少时激光器噪声较小,由此提出实现激光器单纵模输出是降低噪声的有效手段。 (4)将腔长缩短并结合短程吸收,测得此时倍频光有5个纵模,RMS噪声为~2.53%,小于之前测得的RMS噪声值。在谐振腔中插入0.215mm厚的标准具,只剩下一个明显的中央纵模,两侧有轻微起伏,RMS噪声为~1.52%。实验结果表明激光器的单纵模运转确实可以有效降低噪声。下一步将采用4mm厚的标准具,希望实现完全的单纵模运转获得更低的噪声。