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高功率全固态绿光及紫外激光器在工业、科研、医疗、国防等领域具有广泛的应用价值,为当前的热门研究方向。本文通过对高功率全固态1064nm激光频率变换的研究,获得了高功率532nm绿光激光器,以及266nm紫外激光器,并研制了全固态绿光激光器样机,应用前景广阔。本论文所取得的主要研究成果如下: 1.开展全固态1064nm基频激光研究,利用自主研制的200WNd:YAG激光模块,采用热致双折射补偿以及双声光开关调Q技术,获得了平均功率233.7W的1064nm准连续激光,脉宽84ns,峰值功率278.2kW。利用国产100WNd:YAG模块,采用热致双折射补偿及双声光开关调Q技术,腔内用负透镜补偿热透镜效应,获得了82.3W近衍射限1064nm连续波激光(光束质量M2≈1.38),以及平均功率66.6W的准连续激光(脉宽46ns)。指标达国内先进水平。 2.腔内倍频532nm绿光激光器的研究,选用简单紧凑的直线型谐振腔,采用自主研制的200WNd:YAG模块以及热致双折射补偿技术,双声光开关调Q技术与高效的LBO腔内倍频技术,实现了甲均功率180.2W的532nm绿光输出(重频10kHz),脉宽70ns,电-绿光转换效率10.9%,这是见诸报道的采用侧泵Nd:YAG的绿光激光器中最高的电-绿光转换效率。利用国产100WNd:YAG模块,采用负透镜补偿热透镜技术,获得了平均功率35W近衍射限532nm绿光输出,光束质量M2≈1.32,属国内先进水平。 3.腔外倍频532nm绿光激光器研究,对单一振荡器输出的1064nm准连续多模激光进行腔外倍频,采用高效双KTP晶体倍频技术,最高获得了97.6W多模绿光,倍频效率48.3%,效果良好,在腔外倍频中属先进水平。 4.开展全固态绿光激光器的工程化,采用高稳定性的“底板箱盖式”与“箱惜式”两种结构,研制了4台50W级绿光激光器样机,用于半导体晶片退火工艺研究及其他应用,性能稳定可靠。此外,研制了1台20W的绿光激光器,用于绿光打标,性能可靠,效果好。 5.开展高功率532nm绿光激光的光纤耦合,采用高效的单透镜聚焦耦合系统,选用玻璃包层阶跃型光纤(芯径400μm,NA0.22),实现100.7W532nm绿光的光纤输出,光纤耦合传输效率91.5%,国内领先,结构简单,实用性强。 6.利用532nm激光进行266nm紫外激光研究,用国产CLBO获得了13W266nm紫外激光,转换效率8.7%。用国产BBO获得了6.1W266nm紫外光,转换效率6.1%。