大功率、高亮度全固態(tài)綠光激光器及紫外激光器研究.pdf

1、全固態(tài)激光器(DPL)因?yàn)榫哂袩嵝?yīng)小、效率高、器件結(jié)構(gòu)緊湊、能獲得高功率和高光束質(zhì)量輸出等優(yōu)點(diǎn),而成為固體激光器一個(gè)富有生命力的發(fā)展方向,倍受青睞.輸出功率大于1OOW,甚至達(dá)到1000W,M<'2>接近1的大功率、高亮度全固態(tài)激光器在工業(yè)材料加工、戰(zhàn)術(shù)軍用和慣性約束聚變等方面展示出廣闊的應(yīng)用前景,更是當(dāng)前全固態(tài)激光器研究的前沿課題.全固態(tài)激光器技術(shù)結(jié)合非線性光學(xué)頻率變換技術(shù)是目前最有前途的紫外光源獲得方案.該論文主要進(jìn)行了以下兩個(gè)方

2、面的工作:(1)對(duì)獲得大功率、高亮度激光輸出的常用的基模動(dòng)態(tài)穩(wěn)定腔(DSRs)技術(shù),最近發(fā)展出來(lái)的三鏡或四鏡DSRs技術(shù)以及雙棒串接腔技術(shù)(插入90°偏振旋光片補(bǔ)償熱致雙折射)技術(shù)進(jìn)行了解析分析和圖解分析.尤其是首次采用圖解法分析了當(dāng)兩個(gè)泵浦組件具有稍微不同的熱效應(yīng)時(shí),雙棒串接諧振腔及插入90°偏振旋光器補(bǔ)償熱致雙折射的雙棒串接諧振腔的穩(wěn)定性和模式特性與理想情況的差異,揭示了雙棒的不同熱透鏡焦距對(duì)雙棒串接腔的巨大影響,并在通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得證

3、實(shí).在實(shí)驗(yàn)中我們采用兩個(gè)CEO公司的150W(1064nm)LD泵浦組件,使用對(duì)稱(chēng)雙棒串接腔獲得了265.4W的激光輸出,電光轉(zhuǎn)換效率約為10.3％.(2)對(duì)比分析了在高功率、高重復(fù)頻率全固態(tài)綠光激光器中采用按常溫匹配角切割KTP晶體和按高溫匹配角切割KTP晶體的優(yōu)缺點(diǎn),在實(shí)驗(yàn)中采用80℃切割Ⅱ類(lèi)相位匹配的KTP晶體(θ=90°,φ=24.8°),以CEO公司的1600W(808nm)LD泵浦組件作為泵浦源,利用高效率凹平諧振腔,在泵浦

4、電流為17.7A時(shí)獲得了高達(dá)110w的532nm綠光輸出,這是目前國(guó)內(nèi)最高水平.808nm-532nm的轉(zhuǎn)換效率約為10％,電光轉(zhuǎn)換效率約為4.6％,聲光Q開(kāi)關(guān)的重復(fù)頻率為10.6kHz,脈沖寬度為142ns.在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)10分鐘內(nèi),輸出功率的波動(dòng)極小,穩(wěn)定性?xún)?yōu)于99％.在對(duì)高功率、高重復(fù)頻率內(nèi)腔倍頻綠光激光器的諧振腔的理論分析中,將高平均功率運(yùn)轉(zhuǎn)條件下KTP晶體的熱效應(yīng)等效為薄透鏡.采用圖解分析方法,證明了高平均功率運(yùn)轉(zhuǎn)條件下KTP晶體