高功率LD抽运的Nd：YVO4被动调Q激光器.pdf

第29卷 第3期 华侨大学学报 (自然科学版 ) Vol_29 No．3 2008年 7月 Journal of Huaqiao University(Natural Science) Ju1．2008 文章编号： 1000～5013(2008)03—0342—05 高功率LD抽运的Nd：YVO4被动调Q激光器 王加贤，彭吉昌，李立卫 (华侨大学信息科学与工程学院．福建泉州362021) 摘要：在二极管(LD)抽运的Nd：YVO 激光器中，采用Cr”：YAG(钇铝石榴石)作为可饱和吸收体，可 获得1．06,um的被动调Q脉冲激光输出．当腔长为9 em，抽运功率为13．4 w时，得到重复频率为38．5 kHz， 平均功率为1．35 W的调Q脉冲序列，其单个脉冲能量为35 ，脉宽为25 ns，峰值功率为1．4 kW．比较不同 腔长下平均功率随抽运功率的变化关系，以及不同抽运功率下的脉冲重复频率、脉冲宽度和单脉冲能量；分析 热透镜效应对输出功率的影响，以及受激粒子上转换效应对脉冲能量的影响，结果表明，理论分析和实验结果 相一致． 关键词：激光技术；LD抽运；热透镜；上转换；Nd：YVO4激光器 中图分类号：TN 248．102 文献标识码：A 二极管(LD)抽运的Nd：YV04激光器具有结构紧凑、性能稳定、转换效率高和寿命长等优点．然 而，由于Nd：YV04晶体的受激辐射截面大、上能级寿命短、储能较低，所以在Nd：YV04激光器中实 现被动调Q相对比较困难．近年来，相继在 LD抽运的Nd：YVO 激光器中，采用Cr¨ ：YAG和 GaAs作为可饱和吸收体实现被动调Q[ ，但这些研究大多采用低功率的I D抽运．本文在较大功率的 LD连续抽运下，实现Cr4 ：YAG对Nd：YV04激光器的被动调Q，从实验和理论两个方面对LD抽 运的Nd：YVO 被动调Q激光器输出特性进行了研究． 1 实验装置 实验装置如图1所示．作为抽运源的LD带有微通道冷却，其在25℃时的工作波长为808 nm，经 芯径600 m，数值孔径0．22的 MI M2 光纤耦合输出，再经泵浦耦合镜 头准直聚焦后，端面抽运 Nd： YV04晶体．Nd：YVO 晶体采 用a向切割，尺寸为 4 mm×4 mm×8 mm，掺杂的质量分数为 0．5 ，通光长度为8 mm，两个通 图1被动调Q激光器示意图 光面镀上808 nm和1．06 m激 Fig．1 Schematic diagram of passively Q switched laser 光的增透膜，晶体用微通道热沉通水冷却．Nd：YVO 激光器采用简单的平凹腔结构，M。是对808 nm 高透且对1．06 m高反的，曲率半径为5O cm的凹面镜，Mz是对808 nm高透且对1．06 m透过率为 】5 的平面输出镜．SA是作为可饱和吸收体的Cr4 ：YAG晶体，通光长度为2 mm，两面抛光并镀上 1．06 ttm增透膜，对1．06 ttm激光的初始透过率为63 ．该晶体夹在两片钻有适当小孔的铜片之间，铜 片置于热沉板上通循环水冷却，冷却水的温度控制在2o℃．输出激光由硅快速光电二极管PIN接收， 输入到HP公司的300 MHz存储示波器(OSC)上观察和显示脉冲波形，用Molectron Detector公司的 收稿日期： 2007—11-02 作者简介：王加贤(1955一)，男，教授，主要从事固体激光技术与器件的研究．E-mail：wangjx@hqu．edu．cn 基金项目： 福建省自然科学基金资助项目(A0619923)；国务院侨办科研基金资助项目(05QZR11) 第3期 王加贤，等：高功率LD抽运的Nd：YVO4被动调Q激光器 343 功率计测量激光功率． 2 实验结果与分析 2．1 激光器的输出功率与抽运功率的关系 在自由运转(未调Q)和调Q运转下，测量激光器在腔长分别为9，15，22 cm时的输出平均功率，平 均功率(P)随