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激光二极管(LD)泵浦的固体激光器由于全固化、结构简单、稳定性好、泵浦效率和光束质量高等特点,在通讯、探测、医疗、军事和信息处理等领域有着广泛的应用前景,成为国内外激光技术领域研究的热点。电光开关是脉冲激光器的重要元件,电光开关性能的改进,对提高激光系统输出的功率和稳定性起着十分关键的作用,合理的选用电光材料是提高开关性能的有效途径。BBO(β相偏磞酸钡)晶体在非线性光学晶体中,具有好的光学均匀性,高的激光损伤阈值,大的倍频系数,宽的相位匹配区间、透光波段范围和温度接收带宽,而且易于制作高光学质量的大尺寸晶体,因而成为一种重要的高频电光开关材料。本论文采用光纤耦合输出的LD作泵浦源,使用YVO4/Nd:YVO4晶体作为激光工作物质,BBO晶体电光开关、Cr4+:YAG饱和吸收体作为腔内调制元件,Ⅱ型相位匹配的KTP晶体作为腔内倍频晶体,实现了主动电光调Q激光、主被动双调Q激光和内腔倍频双调Q绿光激光运转,并研究了主被动双调Q激光的光束质量特性;同时,运用耦合速率方程组对以上调Q激光的运转特性进行了理论分析。论文的主要内容:1.实现了LD泵浦YVO4/Nd:YVO4晶体BBO电光调Q激光运转,测量了不同脉冲重复率、泵浦功率和输出耦合镜透过率下的平均输出功率、脉冲宽度、脉冲峰值、单脉冲能量,在重复率2 kHz、泵浦功率15 W和输出耦合镜透过率50%时,获得峰值功率93.64 kW,单脉冲能量0.93 mJ的脉冲输出,相应的脉冲宽度为9.9 ns。(第二章第一节)2.考虑腔内光子数密度的横向与纵向分布、激活介质反转粒子数密度的横向空间分布、电光开关时间函数对调Q脉冲特性的影响,给出了描述电光主动调Q激光运转特性的速率方程新模型,利用计算机数值实验数据进行了理论模拟。(第二章第二节)3.采用平-平腔结构,实现了LD泵浦YVO4/Nd:YVO4晶体BBO电光和Cr4+:YAG饱和吸收体双调Q的1064 nm激光运转,在重复率2 kHz,泵浦功率为15 W时,获得了最短的脉宽4.3 ns和最高的峰值功率74.42 kW,考虑饱和吸收体基态粒子数密度的横向空间分布,给出了双调Q激光器的耦合速率方程组,并对激光脉冲输出性能进行了理论模拟。(第三章)4.采用三镜折叠腔结构,实现了LD泵浦YVO4/Nd:YVO4晶体BBO电光和Cr4+:YAG饱和吸收体双调Q的532 nm绿光激光运转,将二次谐波转换视为谐振腔的一种非线性损耗,给出了双调Q绿光激光器的耦合速率方程组,并对激光脉冲输出性能进行了理论模拟。(第四章)5.开发了基于数字化CMOS图像传感器的激光光束质量测量系统,根据ISO国际组织定义的面阵探测法,测量了LD泵浦双调Q激光器输出光束的光束质量因子,实验数据与理论估算相符。(第五章)论文的主要创新工作:1.采用平-平腔结构,首次从理论和实验上研究了LD泵浦的电光和Cr4+:YAG饱和吸收体双调Q 1064 nm激光的输出特性,理论计算与实验结果相符;2.采用三镜折叠腔结构,利用内腔倍频,首次从理论和实验上研究了LD泵浦的电光和Cr4+:YAG饱和吸收体双调Q 532 nm绿光激光的输出特性,理论计算与实验结果相符。