【摘 要】
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高功率连续绿光激光器在激光显示、生物医疗、有色金属加工等领域有着重要的应用,实现高功率高倍频转换效率连续绿光激光的输出已经成为激光领域的研究热点。本文采用端面泵浦方式和侧面泵浦方式搭接了Nd:YAG连续固体激光器,研究分析了1064 nm高功率连续Nd:YAG固体激光器的倍频特性;用窄线宽光纤光栅构成激光器的谐振腔搭建了1064nm高功率连续光纤激光器,并以此为基频光进行高功率连续光纤激光器倍频技
【基金项目】
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广东省重点领域研发计划项目（2020B090922001）； 广东省基础与应用基础研究基金项目（2019B1515120091）；
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高功率连续绿光激光器在激光显示、生物医疗、有色金属加工等领域有着重要的应用,实现高功率高倍频转换效率连续绿光激光的输出已经成为激光领域的研究热点。本文采用端面泵浦方式和侧面泵浦方式搭接了Nd:YAG连续固体激光器,研究分析了1064 nm高功率连续Nd:YAG固体激光器的倍频特性;用窄线宽光纤光栅构成激光器的谐振腔搭建了1064nm高功率连续光纤激光器,并以此为基频光进行高功率连续光纤激光器倍频技术的研究。主要研究内容包括如下几部分:（1）研究了Nd:YAG连续固体激光器分别采用端面泵浦和侧面泵浦两种不同泵浦方式下激光器的泵浦转换效率及其各自的倍频效率,分别采50W的Nd:YAG端泵模块和侧泵模块搭接了Nd:YAG连续固体激光器,得到16W的1064 nm端泵Nd:YAG连续固体激光器和43 W的1064 nm侧泵Nd:YAG连续固体激光器,根据实验结果得知采用侧面泵浦方式可获得更高的泵浦效率。再利用规格相同的KTP晶体对两台激光器进行腔外单程倍频,实验结果为端泵Nd:YAG连续固体激光器倍频可得到的最大532 nm绿光功率为1.3 W,倍频转换效率为8.9%;而侧泵Nd:YAG连续固体激光器倍频可得到的最大绿光功率为6 W,倍频转换效率为13.9%,保持两台激光器在同一基频光功率下对比二者倍频效率也发现侧泵Nd:YAG连续固体激光器的倍频效率更高,结合倍频理论分析两台激光器的实验结果可知,只有满足相位匹配条件时,才可以提高倍频效率。（2）为了进一步研究高功率侧泵Nd:YAG连续固体激光器的倍频特性,将50 W侧泵模块换成更高功率的侧泵模块,从而提高基频光功率输出达到百瓦级即得到1064 nm基频光功率为105 W的侧泵Nd:YAG连续固体激光器,同样采用KTP晶体腔外单程倍频的方式进行倍频,得到532 nm绿光输出功率为21.5 W,倍频转换效率达到20%以上,结合倍频理论分析实验结果可知,在实现相位匹配的条件下,提高基频光功率可提高激光器的倍频效率。（3）为了研究高功率连续光纤激光器的倍频特性,实验搭建了1064 nm连续光纤激光器,利用输出线宽为0.05 nm的窄线宽光栅构成激光器的谐振腔,得到输出光谱宽度为0.05 nm、输出功率为100.5 W的1064 nm窄线宽基频光源,根据倍频理论分析窄线宽的基频光源对倍频效率的影响,通过设置对比实验进一步证实基频光源在窄线宽的条件下可提高激光器倍频效率。（4）为了进一步研究高功率连续光纤激光器的倍频特性,在1064nm窄线宽连续光纤激光器的基础上,再通过偏振棱镜和半波片得到线偏振的基频光源,结合倍频理论及实验结果分析在窄线宽线偏振状态下的掺镱连续光纤激光器的倍频转换效率,证实1064 nm窄线宽连续光纤激光器在线偏振的条件下可进一步提高倍频效率。（5）总结分析实验技术方案中的不足,提出改进方案。
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