采用885nm激光二極管（LD）作為抽運源,Cr,Nd…YAG雙摻晶體和抗灰跡KTP（GTR-KTP）分別作為工作物質(zhì)和倍頻晶體,在室溫下實現(xiàn)了直接端面抽運Cr,Nd…YAG/GTR-KTP腔內(nèi)倍頻自調(diào)Q穩(wěn)定脈沖綠光激光高效輸出。當(dāng)吸收抽運光功率為1.65 W時,獲得了200mW自調(diào)Q脈沖綠光激光輸出,相應(yīng)的光-光轉(zhuǎn)換效率為12.1%。當(dāng)吸收抽運光功率大于1.15 W時,獲得了脈沖能量大于8μJ、脈沖寬度為8.8ns、峰值功率超過1kW的自調(diào)Q脈沖綠光激光輸出。利用速率方程從理論上分析了不同Nd³⁺離子摻雜濃度對Cr,Nd…YAG/GTR-KTP腔內(nèi)倍頻自調(diào)Q激光器輸出倍頻功率的影響,獲得了實現(xiàn)高效綠光輸出的優(yōu)化摻雜濃度。相比于其他885nm LD抽運腔內(nèi)倍頻產(chǎn)生綠光激光的方法,直接抽運Cr,Nd…YAG/GTR-KTP腔內(nèi)倍頻自調(diào)Q激光器可作為理想的激光源并有效壓縮脈沖寬度,是一種實現(xiàn)高效、短脈沖小型化綠光激光器的新方法。 

【文章來源】：激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2017,54(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

圖１激光器示意圖Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｏｆｌａｓｅｒ

５４，０４１４０３（２０１７）激光與光電子學(xué)進(jìn)展ｗｗｗ．ｏｐｔｉｃｓｊｏｕｒｎａｌ．ｎｅｔ圖１激光器示意圖Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｏｆｌａｓｅｒ３結(jié)果與討論圖２給出了８８５ｎｍＬＤ抽運Ｃｒ，Ｎｄ…ＹＡＧ／ＧＴＲ－ＫＴＰ腔內(nèi)倍頻自調(diào)Ｑ綠光激光器的平均輸出功率隨吸收抽運光功率變化的曲線，插圖為激光光斑圖。在激光實驗前，首先測試了Ｃｒ，Ｎｄ…ＹＡＧ晶體對８８５ｎｍ抽運光的吸收效率。結(jié)果表明，在沒有激光輸出的情況下，Ｃｒ，Ｎｄ…ＹＡＧ晶體對８８５ｎｍ抽運光的單程吸收效率約為４３％，吸收效率較低主要是由于Ｃｒ，Ｎｄ…ＹＡＧ自調(diào)Ｑ激光器晶體在８８５ｎｍ處的吸收系數(shù)較校綠光激光輸出的吸收抽運光閾值功率為０．６８Ｗ，當(dāng)吸收抽運光功率高于激光閾值時，綠光平均輸出功率隨抽運光功率的增加而線性增加，激光斜效率為１８．２％。在吸收抽運光功率為１．６５Ｗ時，獲得了２００ｍＷ自調(diào)Ｑ脈沖綠光激光輸出，相應(yīng)的光－光轉(zhuǎn)換效率為１２．１％，該光－光轉(zhuǎn)換效率是在室溫下８８５ｎｍＬＤ作為抽運源腔內(nèi)倍頻產(chǎn)生綠光所知的最高轉(zhuǎn)換效率。圖２平均輸出功率隨吸收抽運功率的變化曲線Ｆｉｇ．２Ａｖｅｒａｇｅｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒｖｅｒｓｕｓａｂｓｏｒｂｅｄｐｕｍｐｐｏｗｅｒ當(dāng)Ｃｒ，Ｎｄ…ＹＡＧ晶體與ＧＴＲ－ＫＴＰ晶體之間的間距約１ｍｍ時，可優(yōu)化入射到Ｃｒ，Ｎｄ…ＹＡＧ晶體的抽運光斑位置使綠光激光器獲得高效綠光激光輸出，而且有利于入射到Ｃｒ，Ｎｄ…ＹＡＧ晶體里抽運光束和激光光束的模式匹配，以此提高ＧＴＲ－ＫＴＰ晶體腔內(nèi)倍頻轉(zhuǎn)化

５４，０４１４０３（２０１７）激光與光電子學(xué)進(jìn)展ｗｗｗ．ｏｐｔｉｃｓｊｏｕｒｎａｌ．ｎｅｔ圖５輸出激光的脈沖波形Ｆｉｇ．５Ｐｕｌｓｅｐｒｏｆｉｌｅｏｆｏｕｔｐｕｔｌａｓｅｒ圖６平均輸出功率隨時間的變化曲線Ｆｉｇ．６Ａｖｅｒａｇｅｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒｖｅｒｓｕｓｔｉｍｅ原因主要是采用的Ｃｒ，Ｎｄ…ＹＡＧ晶體中Ｎｄ３＋離子的摻雜濃度僅為１％，Ｃｒ，Ｎｄ…ＹＡＧ中Ｎｄ３＋離子在８８５ｎｍ處的吸收系數(shù)僅為８０８ｎｍ處的１／３，因此，在同等條件下Ｎｄ３＋離子在８８５ｎｍ處對抽運光的吸收效率不及８０８ｎｍ處的吸收效率。理論上，Ｃｒ，Ｎｄ…ＹＡＧ晶體對８８５ｎｍ抽運光低的吸收效率可以通過提高增益介質(zhì)中Ｎｄ３＋離子的摻雜濃度或者通過增加激光工作物質(zhì)的長度來彌補，但在實際中Ｎｄ３＋離子在ＹＡＧ晶體中小的分凝系數(shù)導(dǎo)致生長的Ｎｄ…ＹＡＧ晶體中的Ｎｄ３＋離子的摻雜濃度一般不超過１．１％，因此，采用高摻雜濃度的Ｃｒ，Ｎｄ…ＹＡＧ晶體作為增益介質(zhì)不適合８８５ｎｍＬＤ直接抽運Ｃｒ，Ｎｄ…ＹＡＧ以提高對抽運光的吸收。此外，增加Ｃｒ，Ｎｄ…ＹＡＧ晶體的長度不適合端面抽運小型化激光器的研制。透明激光陶瓷燒結(jié)技術(shù)為研制高濃度摻雜的Ｃｒ，Ｎｄ…ＹＡＧ自調(diào)激光器陶瓷以用于Ｃｒ中，Ｎｄ…ＹＡＧ／ＧＴＲ－ＫＴＰ腔內(nèi)倍頻自調(diào)Ｑ小型化綠光激光器提供了可能，因為Ｎｄ３＋離子在Ｎｄ…ＹＡＧ透明激光陶瓷的摻雜濃度可以高達(dá)１０％［１９－２０］。高摻雜濃度的Ｎｄ…ＹＡＧ陶瓷作為激光增益介質(zhì)獲得了高


本文編號：3577967