端面泵浦、高效率空心光束激光器研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhu_2009
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圆形空心光束是在传播方向上光强呈环形分布而中心强度为零的光束,由于其具有的特殊物理性质,如光场强度呈圆筒形分布、暗斑尺寸较小、传播不变性等,从而广泛的应用于激光光学、原子光学、生物技术等领域中。近年来,空心光束的产生和应用已经成为了一个科学研究热点。在本研究中,我们提出了在端泵固体激光器中直接产生空心拉盖尔-高斯光束(LG01)的方法,并进行了理论和实验研究。   本论文的主要内容是:   第一章,总体阐述了空心光束的背景知识,首先概述了空心光束的基本概念和特征,接着介绍了几种空心光束的产生方法,探讨了其所具有的特殊性质和应用范围,最后概括地论述了本文的主要研究内容。   第二章,实验研究了端面泵浦c-切Nd∶YVO4被动调Q激光器。通过采用Cr4+∶YAG可饱和吸收体晶体作为作为调Q元件,在3.5W的泵浦功率下,从该激光器获得波长为1064nm、脉冲宽度为6.9ns、峰值功率为3.3kW、重复频率为25.4kHz的高斯基模(TEM00)脉冲输出。   第三章,首次提出并实验实现了高效率、高功率端面泵浦的Nd∶YVO4新型空心光束激光器。该激光器为平-平腔结构,利用c-切Nd∶YVO4晶体作为增益介质,通过调节聚焦透镜和激光增益介质的距离(d)或者移动输出耦合镜来调整谐振腔长(L),在合适的泵浦功率范围内,激光器稳定输出空心拉盖尔-高斯(LG01)光束。实验研究了泵浦光光场在增益介质内的分布、激光器谐振腔长、以及泵浦功率对输出激光的模式和功率的影响。在输出耦合镜透过率为5%,谐振腔长L=28mm和聚焦透镜位置d=44mm时,激光器泵浦阈值为0.8W,斜坡效率为33.9%;在2.6W泵浦功率下,获得606mW的LG01模输出,其相应的光—光转换效率为23.3%。该激光器结构简单、阈值低。   第四章,我们总结了本论文的研究结果。
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