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全固态激光器有着效率高、稳定性好、光束质量高、结构紧凑、使用寿命长等优点,在科研、军事和工业领域有着广泛的应用。特别是全固态单频激光器,凭借其优秀的输出频率特性,在量子信息、高分辨率的激光光谱学和非线性光学等领域发挥着至关重要的作用。 本文使用六镜环形腔,通过880nm的半导体偏振双端泵浦掺钕钒酸钇晶体,加入光学单向器消除空间烧孔效应,然后通过PPLN倍频,最终在26w的泵浦功率时得到了3.1w的532nm单频激光输出,持续工作,激光器输出功率波动小于0.01w。 论文的主要内容如下: 第一部分是绪论,首先介绍了全固态激光器的发展历史,并对绿色激光的产生原理和主要应用做了简要阐述。 第二部分是实验的理论基础,首先从激光的模式理论出发,分析了激光器多纵模和多横模出现的原理,介绍了空间烧孔效应,初步提出了如何实现单纵模的方法,并分析了实验中常常采用的几种选模方法的优缺点。对比了直接泵浦和间接泵浦之间的差异,并从实验上对比了采用两种方法时的热焦距数值。通过软件模拟了采用两种泵浦光的晶体内部的温度分布。接着阐述了激光器热效应的产生原因表现形式,和主要的消除方法,最后对模式匹配的理论做了简要介绍。 第三部分是环形腔高功率单频激光器的设计与实验部分。我们先分别介绍了所选用激光晶体、泵浦光波长以及非线性晶体的参数,然后用ABCD矩阵法分析了谐振腔的稳定性条件。以此为根据我们设计了6镜式环形腔,接着分析了标准具对于高功率时稳定单频输出的必要性,最后对激光器的多项性能参数进行了测量,并将制备的单频激光器应用于衍射测试。