LD泵浦Nd-GdVO4 MOPA激光器的研究.pdf

1、具有高重頻、高功率、高光束質(zhì)量的激光光源在激光雷達(dá)、非線性頻率變換、工業(yè)加工等領(lǐng)域都具有重要應(yīng)用。傳統(tǒng)的LD泵浦全固體激光器雖然具有高效率、小體積等優(yōu)點，但卻很難實現(xiàn)高功率和高光束質(zhì)量兼顧的激光輸出。基于主振蕩級-功率放大級(MOPA)的全固態(tài)激光器則能夠?qū)崿F(xiàn)同時具備高功率和高光束質(zhì)量的激光輸出。本文采用879nm半導(dǎo)體激光器作為泵浦源，復(fù)合Nd:GdVO4晶體作為激光工作物質(zhì)，對 MOPA結(jié)構(gòu)的1.06μm激光器進(jìn)行了理論和實驗分析，

2、以其獲得高重頻、高功率、高光束質(zhì)量的激光光源。
　　本文基于速率方程理論，推導(dǎo)了LD端面泵浦Nd:GdVO4激光器在連續(xù)、聲光調(diào)Q脈沖運轉(zhuǎn)時的閾值泵浦功率、輸出功率、單脈沖能量、脈沖寬度和脈沖峰值功率的解析表達(dá)式；推導(dǎo)了MOPA激光器功率放大級穩(wěn)態(tài)、脈沖放大時的儲能、能量提取效率和輸入輸出功率的解析表達(dá)式；計算分析了879nmLD泵浦Nd:GdVO4晶體時放大級的能量提取效率和輸出、輸入能量密度的關(guān)系。對879nmLD端面泵浦復(fù)合

3、Nd:GdVO4激光器振蕩級進(jìn)行了實驗研究。單端泵浦方式下，在連續(xù)運轉(zhuǎn)時獲得了最高12.2W、光-光轉(zhuǎn)換效率42.2％的激光輸出；在f=100kHz重頻運轉(zhuǎn)時獲得了脈寬17.5ns、峰值功率4.9kW的脈沖激光輸出。雙端端泵浦方式下，在連續(xù)運轉(zhuǎn)時獲得了最高24.5W、光-光轉(zhuǎn)換效率43.2%的激光輸出；在f=100kHz重頻運轉(zhuǎn)時獲得了脈寬13.1ns、峰值功率17.7kW的脈沖激光輸出。同時提出了選用879nm的二分之一波片旋轉(zhuǎn)泵浦光

4、偏振方向，獲得單一偏振方向激光輸出的方案?；谡袷幖壌?lián)兩級放大的MOPA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究了影響激光放大級性能的主要因素，得出入射信號光的偏振方向與放大級晶體c軸的方向平行、入射信號光光斑與放大級泵浦光斑最佳比值為0.8時功率放大級性能最佳。MOPA激光器連續(xù)運轉(zhuǎn)時獲得了30.6W的激光輸出，放大級的能量提取效率35.1%，系統(tǒng)光-光轉(zhuǎn)換效率約為40.3%。在振蕩級100kHz重頻運轉(zhuǎn)時，MOPA激光器獲得了平均功率27.9W、脈寬19.3