Ho:YAG/YVO4拉曼激光器输出特性研究

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受激拉曼散射已经成为一种重要的扩展波长的手段,产生的新波长受到基频光波长和拉曼介质的直接影响。基于受激拉曼散射的全固态调Q拉曼激光器不仅具有紧凑、便捷、易集成等传统优势,也具有窄脉宽、高光束质量等特点,是国内外重要的研究课题。  2μm波段激光处在大气窗口,利于传输且人眼安全,被广泛的运用于交通检测、医疗服务、航空航天、信息传递、国防军事等方面。到目前为止,固体拉曼激光器的研究主要集中在1μm波段,2μm波段相对较少。因此,本文开展2μm波段固体拉曼激光器的研究具有很好的科学意义。  首先,基于速率方程理论,通过数值求解,模拟了主动调Q的Ho∶YAG/YVO4拉曼激光器的输出特性(脉冲宽度、脉冲峰值功率、单脉冲能量、平均输出功率等)随着系统参数(泵浦功率、腔长、输出镜透过率等)的变化规律。然后,使用Ho∶YAG作为激光晶体,YVO4作为拉曼晶体,实现了主动调Q的拉曼激光器稳定输出。最后,对激光器的输出特性进行了实验测量,对影响输出特性的参数进行了分析和总结。  得到的拉曼输出光中心波长为2518nm,基频光的中心波长为2122nm,对应的拉曼频移量为741cm-1。在腔长150mm,输出镜曲率半径为200mm,重复频率为1kHz条件下,得到了最大平均输出功率为265mW的拉曼激光,斜率效率14.4%。对应的脉冲宽度为10.2ns,相对于基频光的脉冲宽度有了显著的压缩。
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