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正交偏振的激光在医疗、气体检测以及非线性光学等领域具有重要的应用。某些具体应用对正交偏振激光的波长、重复频率、脉冲能量以及峰值功率等参数提出了要求,例如在医疗领域中,3μm波段的光源与可见光和近红外光源相比而言,具有更锐利的光谱,更适合用作无创血糖检测的检测光源,并且高的重复频率可提高检测速度,缩短检测时间;在气体检测领域中,CH4、C2H2、C2H4、C2H6、CO2等气体的吸收峰位于3μm波段,可通过3μm波段的正交偏振激光有效地检测这些气体,且增加正交偏振的激光能量可提高吸收光谱检测的精度;在非线性光学领域中,高峰值功率的正交偏振激光可提高四极二次谐波等非线性效应,且通过正交偏振激光的二类相位匹配非线性频率转换可获得中远红外波段的正交偏振激光输出。因此,在3μm波段获得高重频、高能量、窄脉宽的正交偏振激光输出具有重要的意义。 本文研究工作主要围绕脉冲半导体激光侧泵双腔电光调Q正交偏振Er∶YSGG激光系统的研制,具体做了以下几方面的工作: (1)对Er∶YSGG晶体的激光能级系统的理论模型进行分析,研究其能量转移的机理和过程,设计脉冲半导体激光侧泵双腔电光调Q正交偏振Er∶YSGG激光系统; (2)采用966nm的高能量脉冲半导体作为泵浦源,开展脉冲半导体激光侧泵Er∶YSGG的静态实验研究。针对在高功率泵浦的情况下,激光器存在严重的热效应,对光斑均匀性和输出能量造成极大影响,本研究首先通过端面研磨的方法有效地补偿晶体内的热透镜效应;并且通过双腔电光调Q谐振腔结构,不仅获得了正交偏振的激光输出,而且有效地补偿系统内的热退偏效应; (3)在静态实验研究的基础上,本文开展了脉冲半导体激光侧泵双腔电光调Q正交偏振Er∶YSGG的实验研究,以获得高重频、高能量、窄脉宽的2.79μm正交偏振激光输出。