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激光二极管端面泵浦的固体激光器具有效率高,频率稳定,谱线窄,寿命长,结构简单,使用方便等优点,使其成为许多高水平的量子光学实验的主要光源。 本文报道了单频输出4.16W,长期功率波动范围小于0.5%,频率稳定性优于±340KHz的激光器。重点分析介绍全固化单频Nd:YVO4激光器的设计与构造,从理论与实验两方面分析如何在大泵浦功率下使激光器实现稳定高效的单频运转,并为以后进一步提高输出功率,优化结构参数提供理论与实验依据。利用边带稳频技术对激光器进行频率锁定,得到了优于±340KHz的频率稳定性,并对相位调制、边带稳频技术作了系统的描述。本文共分三部分: 第一部分,引言。对激光二极管端面泵浦的固体激光器目前的发展做一简单介绍。 第二部分,腔型设计与优化。首先在理论上通过四能级激光器速率方程,讨论了激光器设计上需要注意的一些原则,然后分析了Nd:YVO4晶体的热透镜效应,理论上估算了其热焦距的大小,并且在腔型设计中给予了考虑。并且对最佳透射率进行了估计。得到了最高单频输出4.16W(泵浦为16W),光光转换效率为30.5%,斜效率为40.2%,连续频率调谐范围大于375MHz,长期功率波动范围小于0.5%的激光器。实现了高效稳定的单频输出。 第三部分,相位调制及边带稳频部分。本章分为5个小节。3.1从理论上分析了F-P谐振腔的特点,3.2讨论了电光相位调制的特点,介绍了共振型电光相位调制器的制作。3.3系统介绍边带稳频的理论。3.4围绕PID技术介绍对反馈信号的处理。3.5介绍了实验装置和实验过程,得到了优于±340KHz的频率稳定性。 第四部分,总结展望。