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1.57μm激光因处于大气窗口且属于人眼安全激光,因而在通讯、测距等领域有较广泛的用途。光学参量振荡器(Optical Parametric Oscillator)作为一种可调谐、高相干的激光光源,以其独特的优良特性,一直吸引着许多研究者的兴趣。近年来,随着非线性频率变换晶体和固体激光技术的飞速发展,使得这一领域的研究异常活跃。研究输出人眼安全波段激光的KTP-OPO系统更是其中之一。用1.06μm波长的掺Nd激光器泵浦KTP-OPO系统,采用Ⅱ类非临界相位匹配(θ=900,φ=00),可获得1.57μm的参量信号光输出。本论文实现了内腔式OPO的准连续的人眼安全激光的输出,从激光二极管(LD)端面泵浦和LD阵列侧面泵浦两种泵浦条件下分别对激光输出特性作了研究。论文内容主要包括以下几个方面: 1、介绍了光学参量振荡器基本原理、研究概况以及在频率变换技术方面的应用。 2、从三波互作用的耦合波方程出发,对光学参量振荡器的理论进行了分析和研究,对参量振荡的泵浦阈值、转换效率等运转特性参数进行了全面分析,总结了OPO结构设计方面的基本原则。 3、通过在LD端面泵浦的声光调QNd:YVO4激光器中放置一KTP晶体,首次在双凹腔的谐振腔结构中构成了内腔式OPO,有效地降低了激光器的阈值,在声光重复率5~40kHz范围内均获得了稳定的1.57μm激光输出。我们从阈值公式出发,对腔型结构和输出镜透过率等因素对阈值及输出平均功率的影响进行了讨论,结果表明,腔内非线性晶体上较高的泵浦功率,对1.57μm透过率较低的输出镜和较长尺寸KTP晶体都将降低OPO阈值。实验中测量了LD端泵的1.57μm声光调Q的内腔式OPO的输出,获得各重复率和三种OPO输出镜透过率下的平均功率输出曲线和脉冲形状。可以看出当声光重复率较低时,虽然有助于降低OPO的泵浦阈值,且相同泵浦条件下的输出脉冲宽度相对较窄,但如果重复率过低将使其平均功率输出曲线较早饱和;使用对1.57μm透过率较高的输出镜,虽使得OPO有较高的泵浦阈值,但平均功率输出曲线的斜效率较大且不易饱和。