热退偏损耗完全补偿的千赫兹电光调QNd_YAG激光器VIP专享VIP免费

��文章编号:0258�7025(2007)09�1190�04热退偏损耗完全补偿的千赫兹电光调QNd�YAG激光器冯永伟,戴殊韬,朱小磊(中国科学院上海光学精密机械研究所,上海201800)摘要�为了同时补偿固体增益介质的热致双折射及热透镜效应,进一步提高重复频率1kHz激光二极管(LD)侧向抽运高平均功率电光调QNd�YAG激光器的输出功率,设计了一种完全消除热退偏损耗的双调Q开关谐振腔结构,此结构在传统调Q谐振腔的基础上沿着偏振片的退偏方向增加了一个调Q谐振支路,并使得激光从增益介质方向输出.实验结果表明,此激光器的单脉冲能量比单Q开关结构的非补偿腔输出能量高出74.7%.当侧面抽运的激光二极管输出脉冲能量达到307mJ时,激光输出能量达到26.2mJ,光�光转换效率为8.5%,光束发散角为1mrad.关键词�激光技术;Nd�YAG激光器;热退偏补偿;电光调Q;热致双折射;中图分类号�TN248.1���文献标识码�A1kHzElectro�OpticQ�SwitchedNd�YAGLaserwithCompleteCompensationofThermallyInducedDepolarizationLossFENGYong�wei,DAIShu�tao,ZHUXiao�lei(ShanghaiInstituteofOpticsandFineMechanics,TheChineseAcademyofSciences,Shanghai201800,China)Abstract�AdoubleQ�switcher�structuredresonatorthatcancompletelycompensatethethermallyinduceddepolarizationlossisdesignedtocompensatethermallyinducedbirefringenceandthermallenseffectofsolidgainmediumtogethigheroutputpowerfroma1kHzlaserdiode(LD)side�pumpedelectro�opticQ�switchedNd�YAGlaser.WeaddaresonatorbranchalongthewayofthedepolarizationdirectionofthepolarizeronthebaseofaconventionalQ�switchuncompensatedstructurelaserandtheoutputisfromtheNd�YAGcrystalside.Theexperimentalresultsshowthat,inthesamesituation,thepulseenergyoftheimprovedlaseris74.7%higherthanthatoforiginalone.Atahighestinputenergyof307mJ,thepulseenergyof26.2mJisobtained.Theoptic�opticefficiencyis8.5%andtheangleofdivergenceisabout1mrad.Keywords�lasertechnique;Nd�YAGlaser;thermallyinduceddepolarizationcompensation;electro�opticQ�switch;thermallyinducedbirefringence��收稿日期:2006�12�26;收到修改稿日期:2007�03�26��作者简介:冯永伟(1981),男,河南人,硕士研究生,主要从事固体激光技术、非线性频率转换技术的研究.E�mail:ywfeng81@hotmail.com��导师简介:朱小磊(1966),男,浙江人,研究员,主要从事固体激光器技术及激光器应用系统的研究.E�mail:xlzhu@mail.siom.ac.cn1�引�言��高平均功率、高重复频率、高光束质量的固态激光器在工业加工、军事装备、空间通信和医疗诊治等领域有着重要的应用价值.随着大功率激光二极管(LD)阵列输出性能的不断提高,激光二极管抽运的全固态激光器(DPSSL)迅速成为激光器发展的热点内容,它具有效率高、性能稳定、输出光束质量好、体积小和使用方便等优点[1].在高功率全固态激光器中,激光二极管的抽运光谱和固体增益介质的吸收光谱能够实现匹配,但是由于介质内的抽运光功率密度显著增强,会出现严重的热效应,引起热致双折射、相位畸变、热聚焦、热透镜等现象,严重影响激�第34卷�第9期2007年9月中�国�激�光CHINESEJOURNALOFLASERSVol.34,No.9September,2007�光器的输出功率和光束质量[2~5].随着抽运功率的增大,激光介质的热效应会越来越显著,甚至成为限制激光器性能提高的一个致命因素[6].其中增益介质的热致双折射使激光束的偏振性明显退化,当腔内存在起偏器时,腔内损耗显著增加,将直接导致激光输出功率的下降,成为制约激光器输出功率提升的重要因素.而增益介质严重的热透镜效应将造成增益激活区内振荡模体积的缩小,激活粒子数有效利用率下降,最终限制激光器效率的提高.目前有很多种方法来补偿热致双折射效应.最常见的是在腔内放两根相同的增益介质,并在双介质中间加一个90!旋转片,就可以实现该振荡器的双折射补偿,利用这一技术,已经实现了可忽略功率损耗的线偏振输出和相当于多模功率50%~70%的TEM00模输出[7].在单棒激光谐振腔中,在棒和后反射镜之间放置45...