瓦级532nm绿光激光器的研究

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1、瓦级532nm绿光激光器的研究Thestudyofwatt532nmgreenlaser摘要全固态绿光激光器具有效率高、激光输出光束质量好、运转可靠、体积小以及寿命长等特点，使其在可调谐激光器的抽运源、流场显示、海洋探测、光电对抗、污染检测，特别是受控热核聚变的驱动器、铀同位素分离的抽运源，以及大功率大能量的激光加工及激光医疗设备、激光微加工、激光的军事应用（激光雷达、激光制导等）等科学和工业领域中得到了广泛的运用。关键词：泵浦、绿光激光器、倍频、声光调Q、目录第一章概述……………………………………………………………………………1.1绿光激光器的发展现状…………………

2、………………………………1.2半导体激光器泵浦声光调Q固体激光器的发展现状…………………..1.3论文工作内容……………………………………………………………..第二章声光调Q绿光激光器的设计理论…………………………………………2.1泵浦源……………………………………………………………………….2.1.1泵浦源………………………………………………………………..2.1.2泵浦方式……………………………………………………………..2.2工作物质…………………………………………………………………….2.2.1掺钕钒酸钇（Nd:YVO4）……………………………………………..

3、2.2.2热效应………………………………………………………………….2.3声光调Q…………………………………………………………………….2.3.1调Q的基本原理………………………………………………………2.3.2声光调Q的基本原理………………………………………………..2.3.3声光调Q的动态特性与输出特性…………………………………...2.4倍频晶体…………………………………………………………………….2.4.1倍频晶体………………………………………………………………2.4.2倍频效率………………………………………………………………2.4.3最佳聚焦……………………

4、…………………………………………第三章绿光激光器的实验…………………………………………………………...第一章概述全固态绿光激光器是利用激光二极管（LD）泵浦激光晶体产生在1μm附近的振荡，得到1064nm的激光，再结合非线性晶体的倍频获得532nm的绿光。随着激光器理论的逐渐完善，LD性能的提高，激光晶体和非线性晶体的发展，全固态绿光激光器性能越来越优良，正在逐步取代其他类型的绿光激光器在各领域的应用，同时其市场份额也越来越多。如表1所示1999年2000年2001年2002年2003年千台51.871.488.8122.8144.1百万美元53.685.0100.

5、0118.6135.1表1全球二极管激光在全固化激光器中的应用Table1intheworld,diodelaserintheapplicationofallsolidstatelaser1.1绿光激光器的发展现状从二十世纪六十年代到八十年代期间，人们利用各种非线性晶体材料进行内腔倍频Nd:YAG激光器以获得绿光光源。1968年，J.E.Geusic等人利用Ba2NaNb5O15，非线性晶体内腔倍频实现输出功率为1.1W的绿光；1982年，Y.S.Liu等人采用Ⅱ类相位匹配的KTP，在调Q内腔激光器中，获得重复频率为5kHz输出平均功率为5.6W的绿光；1983年姚建

6、铨院士，利用3.7mm长的KTP晶体内腔倍频1064nm激光获得平均功率为11W的绿光，重复频率为2.5kHz，是当时国际的最高水平；到1986年，T.M.Baer利用GaAlAs激光二极管泵浦Nd:YAG内腔倍频获得几十mW的绿光输出，开创了全固态绿光激光器的先河。同年，山东大学晶体所利用助溶剂法生长出42.5×42×13.6mm的大尺寸KTP晶体，结束了美国对我国倍频晶体的出口限制。1987年，姚院士领导的课题组利用国内生产的KTP晶体内腔倍频技术获得了平均功率为34W的国际最高水平。进入二十世纪九十年代，具有寿命长、可靠性高、体积小、效率高等优点的高功率、高重复

7、频率全固态绿光激光器得到了空前的发展。1996年法国的B.J.Le.Garree等人采用30个连续二极管激光器侧面泵浦单棒，在Z型腔中用KTP晶体内腔倍频，双端输出重复功率27kHz，106W的高功率绿光，电光转换效率为5.4％；1998年EricC.Honea等人采用端面泵浦、双调Q以及V型腔内腔倍频技术，实现140W绿光输出，是目前端面泵浦获得绿光最高功率；同年，美国的Chang等人报道，他们采用自行研制的CPC（compoundparabolicconcentrators）聚光腔，当二极管侧面泵浦功率为1180W时，实现451W的连续基频激光输