【摘 要】
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晶体中的受激拉曼散射已经成为固体激光器激光频率转换的一种重要途径,近三十年来随着晶体材料的蓬勃发展一直是激光器研究领域的热点。固体拉曼激光器在激光器结构、运转方式和输出波长等方面具有丰富的多样性。LD泵浦调Q内腔式拉曼激光器将激光晶体、调Q晶体和拉曼晶体集成在一个激光腔中,在一个激光腔中实现从LD到拉曼光的转换,具有效率高、体积小的优点,一直是固体拉曼激光器研究的关注点。近年来,在一个激光腔中集成
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晶体中的受激拉曼散射已经成为固体激光器激光频率转换的一种重要途径,近三十年来随着晶体材料的蓬勃发展一直是激光器研究领域的热点。固体拉曼激光器在激光器结构、运转方式和输出波长等方面具有丰富的多样性。LD泵浦调Q内腔式拉曼激光器将激光晶体、调Q晶体和拉曼晶体集成在一个激光腔中,在一个激光腔中实现从LD到拉曼光的转换,具有效率高、体积小的优点,一直是固体拉曼激光器研究的关注点。近年来,在一个激光腔中集成一个自拉曼晶体和一个拉曼晶体,成为获得同步脉冲多波长激光输出一种有效途径。本文从理论和实验两个方面,对半导体端泵,以c切Nd:YVO4为自拉曼晶体,Gd VO4作为拉曼晶体,声光调Q,三频移(YVO4主频移890cm-1、Gd VO4主频移882cm-1及两者共有的次级频移259cm-1)复合拉曼激光器进行了研究。在理论研究方面,构建以激光器速率方程组为基础的三频移同步振荡脉冲拉曼激光器理论模型,在此理论模型中反转粒子数分布采用Top-Hat分布,腔内激光为TEM00基模Gaussian分布,考虑了两种晶体共有的次级频移的级联斯托克斯光的产生,考虑了热效应对激光器运转的影响,模拟了不同脉冲重复率,泵浦功率下激光器的输出的不同波长的脉冲波形和平均输出功率。在实验研究方面,采用光纤耦合808nm半导体激光器作为泵浦源,c切Nd:YVO4为自拉曼增益介质,c切Nd:Gd VO4为拉曼增益介质,声光调Q,激光器基频波长为1066nm,实现了259 cm-1、882 cm-1、890cm-1对应的一阶斯托克斯光1097nm、1177nm和1178nm的同步运转,由于输出镜的镀膜对不同波长的反射率差异,实验中得到了259 cm-1频移的二阶和三阶斯托克斯光输出,在不同的脉冲重复率和泵浦功率下测量激光输出的平均输出功率、输出光谱和脉冲波形。在10KHz的脉冲重复频率,入射泵浦功率为7.72W,对应于259cm-1拉曼频移的级联斯托克斯光的最高总平均输出功率为938m W,脉宽为13.6ns。
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