激光二极管(LD)连续泵浦的声光调Q 固体激光器是获得高重复率纳秒、亚纳秒脉冲的理想光源[1],可以
应用于激光遥感、测距,雷达、光电对抗、光通信、激光加工等领域。
半导体激光泵浦Nd:YVO 激光器由于其极具潜力的应用价值而倍受国内外激光领域的关注。用声光Q
开关已获得了亚纳秒的调Q激光脉冲[2 ]。李健等报道了大功率LD泵浦Nd:YVO /KTP声光调Q绿光激
光器,在泵浦光功率6.3W,重复频率25kHz时,获得平均功率1.76W 的绿光输出,单脉冲能量70.4/~JC引。李
传东等报道了LD泵浦Nd:YVO 声光调Q激光器获得基横模、高重复频率纳秒脉冲c,]。Y.F.Chen等利用
双端泵浦Nd:YVO 晶体和声光调Q,在100kHz和10kHz重复频率下获得25W 平均输出功率和0.9mJ的单
脉冲能量嘲。
Nd:YVO 晶体受激发射截面大、激光增益高,对808nm波长存在很强的宽吸收带p]。我们利用半导体激
光器(LD)连续单端泵浦Nd:YVO 晶体,采用短平~凹腔设计,研究了声光调Q在不同透过率输出耦合镜及不
同重复频率条件下,激光器泵浦阈值、输出调Q脉冲能量、脉冲宽度、平均输出功率等参数之间的关系。
值功率必然下降,而且由于增益减小,脉冲宽度与脉冲形成时间部分都会增加;若重复功率过低,则由于自发辐
射跃迁,部分反转粒子数损耗掉,从而影响激光器的效率。在调Q 脉冲的间隔周期接近Nd:YVO 晶体上能
级寿命98,~J时(此时重复频率为10kHz),Q开关关闭期间所积累的上能级粒子数达到最大值,在声光晶体调
制电压不变的条件下,形成的单脉冲能量最大。另一方面,因为重复频率增大时,单位时间内的激光脉冲增多,
使得激光平均功率成正比例增加。
由图2的实验结果可以看出,输出脉冲平均功率随泵浦功率增大而增大,但当泵浦功率增大到一定值时,
平均输出功率增加缓慢,趋于饱和。这是由于泵浦功率的增大使得Nd:YVO 晶体上能级所积累的粒子数增
加,能级受激跃迁速率增大,平均输出功率增大。当上能级粒子数增加到最大值再增大泵浦功率,会使自发跃
迁速率增大,脉冲变宽,平均输出功率不会再增大。
4 结 论
利用LD泵浦Nd:YVO 晶体声光调Q运转,在重复频率为10kHz时,获得最大单脉冲能量为286vJ,峰
值功率为13kW 的调Q脉冲。从调Q激光器原理出发,对实验结果进行理论分析,为进一步调试激光器,使之
产品化、小型化有一定的参考意义。
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