聲光調Q Nd:YVO4 晶體級聯拉曼倍頻窄脈寬657 nm 激光器*

段延敏 周玉明 孫瑛璐 李志紅 張耀舉 王鴻雁 朱海永?

1) (溫州大學數理學院，溫州 325035)

2) (溫州大學電氣與電子工程學院，溫州 325035)

3) (青島海泰光電技術有限公司，青島 266100)

本工作對聲光調Q 的Nd:YVO4 晶體級聯自拉曼腔內二階斯托克斯光倍頻實現窄脈寬紅光激光進行了研究.從改善自拉曼晶體熱效應出發,綜合考慮基頻激光性能和提高拉曼變頻性能,設計了三段式鍵合YVO4/Nd:YVO4/YVO4 晶體來提升拉曼轉換效率和輸出功率.選用針對二階斯托克斯波長倍頻的室溫臨界相位匹配切割的LBO 晶體作為非線性光學晶體.其匹配角度(θ=86.0°,φ=0°)非常接近非臨界相位匹配,具有較小的走離角,有利于實現高效的倍頻轉換效率.通過抽運光束腰位置、聲光調Q 重復頻率等參數優化,在14.2 W抽運功率和60 kHz 重復頻率下,獲得最高平均輸出功率1.63 W、轉換效率11.5%的657 nm 紅光激光輸出.657 nm 紅光的脈沖寬度為11.5 ns,窄于普通摻釹激光晶體1.3 μm 波段激光倍頻實現的紅光激光,表明通過級聯拉曼倍頻技術可發揮拉曼過程脈寬壓縮特性實現較窄脈寬紅光激光輸出.

1 引言

受激拉曼散射是獲得新型波長激光的一種重要變頻手段,已成為激光與非線性光學領域的研究熱點[1?3].通過拉曼變頻,可使激光波長往長波方向拓展,能得到普通激光難以直接發射的波長.釩酸鹽晶體本身擁有較大的拉曼增益,是極具代表性的一類拉曼介質[4,5].同時,稀土離子摻雜的釩酸鹽晶體也是一類優秀的激光介質[6].2001 年,Kaminskii 等[7]研究表明YVO4是優良的拉曼晶體,并……