二极管端面泵浦Nd:YAG 1319nm连续波激光器
阐述了一种二极管端面泵浦的1 319 nm Nd:YAG连续波全固态激光器,理论上分析了最佳谐振腔长和
最佳透过率,通过试验在腔长4 cm,泵浦功率7 w,输出镜透过率3% 时,获得1 319砌最大连续波输出功率
1.3 W,光一光转换效率为20.6% 。
A laser—diode(LD)end—pumped continuous—wave(cw)Nd:YAG laser operating at
1 3 1 9 nlTl was reported ,the optimal length of resonant cavity and transmission of output miiTor is
analyzed on theory.Under the condition that the resonan t cavity length is 4 cm ,pumped po wer is 7
W ,transmission ofthe output mirror is 3% ,we obtained 1.3 W CW output power of 1 319 nlTl,
optical —optical conversion eficiency is 20.6% .
1.3 Ixm激光可作为光纤参量放大器,拉曼放大器的泵源;在高能激光器领域,1.3 Ixm高能氧
碘化学激光器(COIL)在军事领域的广泛应用迫切需要对1.3 lxrn小功率固态激光器的研究;
1 319 nlTl激光处于SiO 光纤的低损耗、低色散区域,对于光纤传输很有价值。另外通过倍频1.3
lxrn激光可获得红光,高功率红光激光器在高亮度显示,医疗领域也有广阔的应用前景。
众所周知,Nd¨离子掺杂在YAG或YVO 晶体中,除了有1.06 Ixm的受激辐射跃迁外,还可产生1.3 lxrn波段的辐射(其中Nd:YAG为1.319Ixm,Nd:YVO 为1.342 lxrn)。用LD泵浦上述掺Nd3 离子晶体,通过谐振腔镜镀制1.06 lxrn增透膜就可以抑制1.06 lxrn起振,从而获得1.3 Ixm波段的激光。国内对Nd:YAG晶体的研究大多集中在1.06 lxrn波段,技术也很成熟⋯ ,但对1.3Ixm研究还处于初级阶段。天津大学的李君等人通过LD侧面泵浦Nd:YAG晶体,得到1 319 nlTl最大连续输出功率85 w J。 .
本文从理论上分析了得到1 319 nm激光的最佳谐振腔结构,实验通过LD端面泵浦Nd:YAG晶体得到了最大1.3 W 、1 319 nm连续输出。
Nd:YAG晶体是固体激光系统中最为通用的激光工作物质。图1为Nd:YAG晶体中激活粒
子Nd3 能级图 J。基态 I。,:钕离子吸收泵浦光子能量后,跃迁到泵浦高能级 F,小 S F和 H 而后几乎全部经无辐射跃迁迅速落到寿命为230 txs的亚稳态能级 F (激光上能级)。之后Nd¨ 将向3个终端能级辐射跃迁: FI 辐射1 064 nm波长(四能级结构); F,一 I 辐射946 nm波长(三级结构);从以上能级 F3 一 I /2'辐射1 319 nm波长(四能级结构)。3种跃迁的分支比为60:25:14。受激发射截面分别为盯1 o64=46×10枷em ,0"946=9.2×10锄em,盯l319=8.7×10埘em。从以上数据可以看出1 064 nm波长的竞争阻碍1 319 nm激光的产生,只有有效抑制1 064 nm激光的振荡,才能得到较大功率的1 319 Flm激光输出。
实验通过谐振腔的设计和腔镜的镀膜成功的抑制了l 064 nm波的振荡,在输出镜透过率为
3%时,得到功率为1.3 w 的l 319 nm激光输出,光一光转换效率达到20.6%。
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