全固态SESAM连续波1064nm被动锁模激光器的研究

摘要

论文主要内容概括为:1、回顾了全固态锁模激光器的历史和发展;总结了目前锁模技术重要途径及取得的进展,并强调了SESAM被动锁模技术相对于其他锁模技术的优势.2、从实现锁模的基本理论模型出发,对半导体饱和吸收镜实现锁模的基本过程进行了理论分析;根据被动锁模激光器的速率方程,讨论了利用SESAM成功实现锁模的临界条件.3、根据锁模的基本原理,结合SBR锁模的机理,选择增益线宽较宽的Nd:YVO<,4>为激光增益介质,并利用折叠腔的矩阵光学计算,理论上设计了各种SBR被动锁模激光器的腔型,以此为依据,实验中得到了高峰值功率、窄脉宽、高转换效率的1064nm稳定调Q锁模脉冲输出.在注入泵浦功率为13.5W时,获得最大平均输出功率4W,光-光转换效率约为40％,其中锁模脉冲序列重复频率为220MHz.在连续波锁模运转情况下,获得脉冲脉宽为11.2ps的稳定锁模激光输出.4、介绍了新型激光增益介质Nd:GdYVO4晶体的光学特性,将其与现有的Nd:YVO<,4>晶体进行比较,并对其进行了SBR被动锁模研究,我们得到了重复频率110MHz、脉宽5.5ps、平均功率达750mW(注入泵浦功率10.2W)的稳定锁模脉冲输出.实验结果表明:Nd:Gd:YVO<,4>晶体进行被动锁模得到的脉宽比起Nd:YVO<,4>要窄的多;Nd:Gd:YVO<,4>晶体热效应不是很明显,在整个过程中工作比较稳定.Nd:Gd:YVO<,4>做为一种实现窄脉宽、高稳定性的新型晶体,据我们所知,这是首次实现了连续波Nd:Gd:YVO<,4>锁模激光输出,至今未见有对其锁模特性的报道,5、介绍了新型透射式被动锁模器件LT-InGaAs吸收体的基本结构;就其锁模性能进行了实验研究,得到了较好的实验结果:在泵浦功率为9.35W时,得到了平均功率325mW、脉宽120ns的稳定调Q锁模脉冲输出,其中锁模脉冲重复频率为210MHz.在此基础上,我们就LT-InGaAs吸收体未得到预期的连续波锁模的原因进行了分析,并提出了对其结构设计的改进方法.

目录

文摘

英文文摘

独创声明

第一章导论

§1.1全固态激光器的发展

§1.2锁模技术的发展

§1.3 SESAM的进展

第二章SESAM锁模激光器的基本原理

§2.1锁模的基本原理

§2.2半导体可饱和吸收镜锁模机理

§2.3锁模速率方程组

第三章LD泵全固态SBR被动锁模/调Q锁模Nd：YVO4激光器

§3.1 Nd：YVO4晶体和SBR的激光特性

§3.2 SBR被动调Q锁模Nd：YVO4激光器

§3.3 SBR被动锁模Nd：YVO4激光器

第四章LD泵浦SBR被动锁模Nd：GdYVO4激光器

§4.1 Nd：GdYVO4晶体的激光特性

§4.2 Nd：GdYVO4被动锁模激光器实验研究

第五章LT-InGaAs吸收体激光性能的研究

§5.1 LT-InGaAs吸收体的结构设计和锁模原理

§5.2直腔LT-InGaAs被动调QNd：YVO4激光器

§5.3折叠腔LT-InGaAs被动调Q锁模Nd：YVO4激光器

全文总结

参考文献

攻读硕士学位期间发表的文章

致谢