利用键合单块非平面环形腔产生调Q单纵模激光的研究

本项目研究LD 泵浦固体激光器产生单纵模调Q激光的技术。项目提出利用扩散键合的方式将被动调Q可饱和吸收晶体同激光增益晶体相结合，并加工成单块非平面环形腔，利用单块非平面环形腔保证激光器的单纵模运转，可饱和吸收晶体实现激光器的被动调Q脉冲输出；在获得调Q单纵模输出的基础上，研究利用被动调Q晶体的外控附加可饱和吸收效应实现被动调Q单纵模激光器的主动控制技术，进而实现稳定的主动可控单纵模调Q激光输出。在实现1064nm单纵模调Q激光输出的基础上，将研究利用LD泵浦单块扩散键合晶体实现其它波段单纵模调Q激光输出的技术途径。

本项目研究了LD 泵浦固体激光器产生单纵模调Q激光的技术。利用扩散键合的方式将被动调Q可饱和吸收晶体同激光增益晶体相结合，并加工成单块非平面环形腔，利用单块非平面环形腔获得了稳定的脉冲单纵模激光运转，采用增益开关技术，利用被动调Q晶体的附加可饱和吸收效应实现被动调Q单纵模激光器的主动控制。项目重点研究了扩散键合晶体加工参数的设计选择；利用有限元分析的方法计算了端面泵浦热问题对激光输出特性的影响；建立了单块环形腔被动调Q激光器速率方程，根据仿真结果选择了激光器的初始设计参数，并根据实验结果进行了优化，最终实现了重复频率大于5kHz，峰值功率15kW，脉冲宽度5ns左右的稳定单纵模脉冲输出。利用增益开关实现了激光器的主动控制，获得了重复频率1KHz，峰值功率15kW的稳定脉冲输出。这种激光器在激光相干成像、分子生物以及激光脉冲种子源等领域有很好的应用前景。