部分礬酸鹽與KGW系列晶體的拉曼激光特性研究.pdf

1、一般情況下發(fā)展新的激光波長(zhǎng)，通常有兩種方法:一是需要研制新的激光工作物質(zhì)；二是通過(guò)非線性晶體的非線性極化效應(yīng)來(lái)產(chǎn)生激光頻率變換。通常所用的變頻方式是倍頻、和頻、差頻、光參量放大及受激拉曼散射等。自激光出現(xiàn)以后，受激拉曼散射的研究日趨成熟，并且出現(xiàn)了各種各樣的拉曼激光器。拉曼光具有光束質(zhì)量好、脈寬窄、不需要進(jìn)行相位匹配等優(yōu)點(diǎn)。拉曼激光器的核心是拉曼介質(zhì)，拉曼介質(zhì)分氣體、液體、固體三種。由于固體拉曼介質(zhì)的離子濃度大、體積小、導(dǎo)熱性好等特點(diǎn)，

2、從上世紀(jì)80年代以來(lái)，固體拉曼激光器的研究越來(lái)越受到重視?，F(xiàn)在固體拉曼激光器常用的拉曼介質(zhì)主要是礬酸鹽與鎢酸鹽系列晶體，該類(lèi)晶體具有拉曼頻移大、轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn)。
　　本文以Nd:YVO4、Nd:GdVO4礬酸鹽類(lèi)晶體和Nd:KGW、Yb:KGW鎢酸鹽類(lèi)晶體作為拉曼介質(zhì)，系統(tǒng)地做了主動(dòng)與被動(dòng)調(diào) Q脈沖激勵(lì)的內(nèi)腔式自拉曼、它拉曼激光特性實(shí)驗(yàn)研究。主要內(nèi)容是:
　　1、系統(tǒng)地研究了LD端面泵浦 a-cut的Nd:YVO4晶體11

3、74 nm自拉曼激光器。在聲光調(diào) Q模式下，運(yùn)用內(nèi)腔工作方式，獲得晶體工作的最佳重復(fù)頻率為19 kHz，并在此條件下研究了激光器的輸出特性。當(dāng)泵浦光達(dá)到4 W時(shí)得到拉曼光平均輸出功率為197 mW，斜效率為15.6％，相應(yīng)脈寬為26 ns，單脈沖能量為10.4μJ，峰值功率397。5 W。
　　2、運(yùn)用Nd:YVO4晶體的實(shí)驗(yàn)裝置，研究了a-cut的Nd:GdVO4晶體的一階 Stokes自拉曼激光特性。在聲光調(diào) Q模式下，做了內(nèi)

4、腔式拉曼激光器，實(shí)驗(yàn)獲得最佳的工作重復(fù)頻率為18 kHz，由此條件下測(cè)得:在泵浦光功率為3.5 W時(shí)，拉曼光平均輸出功率為423 mW，斜效率為25％，相應(yīng)脈寬為28。1 ns，峰值功率為836 W，單脈沖能量為23.5μJ。
　　3、在聲光調(diào) Q模式下，運(yùn)用a-cut Nd:YVO4晶體作為激光晶體，研究了b-cut拉曼介質(zhì) Nd:KGW在不同通光方向上的拉曼性能。當(dāng)通光方向?yàn)镻[gg]P時(shí)，768 cm-1振動(dòng)模起作用，拉曼光

5、為1160 nm。通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定最佳的重復(fù)頻率為18 kHz，在此條件下，當(dāng)泵浦功率為4.3 W時(shí)得到拉曼輸出功率為321 mW，脈寬31.1 ns，相應(yīng)的斜效率為33.9％，單脈沖能量為17.8μJ。當(dāng)通光方向?yàn)镻[mm]P時(shí)，901 cm-1振動(dòng)模起作用，拉曼光為1178 nm。實(shí)驗(yàn)中得到最佳輸出重復(fù)頻率同樣為18 kHz，在此條件下，當(dāng)泵浦光為4.8 W時(shí)得到342 mW的拉曼輸出，脈寬為24.9 ns，相應(yīng)的斜效率為28。2％，單

6、脈沖能量19μJ。
　　4、運(yùn)用Nd:YAG/Cr4+:YAG激光器泵浦 Nd:KGW晶體，做了P[mm]P通光方向下一階 Stokes1178 nm的拉曼激光性能研究，實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用不同透過(guò)率的輸出鏡，在T=34.6％的輸出鏡下得到輸出功率為336 mW，斜效率為9.85％，單脈沖能量為36.5μJ，脈寬為1.65 ns。T=3.1％輸出鏡下平均輸出功率分別為171 mW，脈寬為4.8 ns，單脈沖能量為17。1μJ，對(duì)應(yīng)斜效率5。