论文部分内容阅读
全固态窄线宽激光器具有高效率、高光束质量、高稳定性、高可靠性、体积小等优点，在激光信标、激光雷达、生物医学等领域具有重要的应用价值。本论文着重研究全固态窄线宽1319nmNd∶YAG激光器，该波长激光与1064nm激光和频可以得到589nm黄光，589nm黄光可以高效激发大气电离层中钠原子产生钠导引星（钠信标），将其用于自适应光学系统可以补偿大气扰动带来的相位畸变，使地基望远镜达到近衍射极限的成像分辨率。本论文围绕1319nm高光束质量激光振荡器与1319nm高功率端泵板条激光放大器，开展了理论和实验研究，取得了如下成果:
1、1319nm单块非平面环形腔激光振荡器研究。采用琼斯矩阵分析了单块非平面环形腔内传输光的偏振态，以此为基础编制程序计算两个相反环向传输光之间的损耗差及最小损耗，据此分析各项参数对单块非平面环形腔单向性能的影响，并完成了1319nm单块非平面环形腔Nd:YAG激光器的优化设计与实验研究，获得了功率580mW、线宽150MHz的线偏振TEM00模1319nm激光输出，光束质量Mx2=1.17，My2=1.14。
2、1319nm分立元件环形腔激光振荡器研究。虽然单块非平面环形腔激光器具有极高的频率稳定性，但是输出功率较低（仅为瓦级），采用分立元件环形腔振荡器的方案可以获得高功率激光输出。利用法拉第旋光器、半波片与偏振片构成光学单向器;在双棒串接热近非稳腔设计的基础上，优化谐振腔参数，并选择合适的标准具压窄激光线宽与调谐激光波长;在准连续运转时获得了平均功率10W、重频1kHz、脉宽75μs、线宽2.4GHz的线偏振TEM00模1319nm激光输出，光束质量为Mx2=1.04和My2=1.09。
3、1319nm窄线宽激光的端泵板条放大研究。首先进行了板条热效应分析与板条放大理论分析，采用全口径泵浦、高效热管理、多程折叠放大等技术，优化设计并研制了端面全口径泵浦板条激光放大器，利用该板条放大器对1319nm窄线宽种子激光进行了激光放大研究。在双端泵浦、五程放大、准连续运转时获得了平均功率42.3W、重频1kHz、脉宽75μs、线宽2.4GHz的线偏振1319nm激光输出，光束质量为Mx2=1.21和My2=2.16。