釩酸鹽晶體的激光特性研究.pdf

1、半導體泵浦的全固態(tài)脈沖激光器具有體積小、重量輕、結構牢固、壽命長、工作穩(wěn)定、高效率等諸多優(yōu)點,能夠輸出高峰值功率、窄脈寬、高光束質量的激光脈沖,廣泛的應用在軍事、工業(yè)、醫(yī)療和科研等領域.半導體泵浦全固態(tài)脈沖激光器作為國內外學者的研究熱點,激光器性能正在不斷的完善和快速的發(fā)展,比如激光器的輸出功率在不斷提高,光束質量在不斷的改善,穩(wěn)定性不斷提高,脈沖寬度在不斷的減小,成本不斷降低等.這些進步的基礎是選擇具有優(yōu)良性能的增益介質和優(yōu)良的激光器

2、脈沖調制材料.本文以新型釩酸鹽鍵合混晶YVO4/Nd:Y0.9La0.1VO4作為激光增益介質,研究了新型晶體的連續(xù)激光特性和以Cr4+:YAG作為飽和吸收體的被動調Q激光特性。以碳納米管、石墨烯和SiC等作為新型的飽和吸收體研究了Nd:YVO4的被動調Q,鎖模和調Q鎖模脈沖激光特性。主要內容概括如下:
　　1.回顧了全固態(tài)激光器的歷史和發(fā)展過程;簡單地介紹和比較了幾種摻Nd3+釩酸鹽激光材料;介紹了調Q的基本原理和實現(xiàn)脈沖激光輸

3、出的幾種常見的調Q技術方式;簡述了鎖模技術的原理及鎖模激光器的發(fā)展歷程,目前的研究熱點和進展;介紹了近年來出現(xiàn)的新型飽和吸收體的優(yōu)點.
　　2.首次實驗研究了LD端面泵浦新型釩酸鹽鍵合YVO4/Nd:Y0.9La0.1VO4混合晶體連續(xù)和Cr4+:YAG被動調Q輸出特性:采用平-凹腔,獲得了最大11.9 W的輸出;采用平平腔實驗測量了晶體的熱焦距和最佳透過率曲線,并通過計算得到了功率透過率曲線,實驗與計算結果符合較好,最佳透過率在

4、15％左右;采用輸出透過率為50％的輸出鏡,實驗中用初始透過率60％的Cr4+:YAG,獲得了最短8.8 ns的脈沖輸出,頻率80 kHz,單脈沖能量41.6μJ,對應峰值功率4.63 kW.
　　3.綜述了碳納米管飽和吸收體的發(fā)展和研究現(xiàn)狀,以及基于碳納米管的脈沖激光器的國內外的發(fā)展狀況;采用碳納米管為飽和吸收體實驗研究Nd:YVO4的脈沖特性:用V型腔獲得了穩(wěn)定的調Q脈沖輸出,脈沖寬度為332 ns,重復頻率為165.6 kH

5、z;采用Z型腔獲得了293 mW的鎖模輸出,光光轉化效率19.9％,重復頻率97.4 MHz,單脈沖能量為3 nJ;實驗中還采用了斬波器對鎖模的穩(wěn)定性問題進行了研究。
　　4.綜述了新材料石墨烯和基于石墨烯飽和吸收體的發(fā)展,并調研了基于石墨烯飽和吸收體的國內外最新進展;采用石墨烯為飽和吸收體實驗研究了Nd:YVO4的脈沖特性:V型腔獲得了,脈沖寬度為262 ns,重復頻率為200 kHz的穩(wěn)定調Q輸出;用Z型腔獲得了127 mW的