半导体饱和吸收体双调Q锁模激光特性和参数优化特性研究

全固态、短脉冲、高峰值功率、高稳定性的调Q锁模激光在微机械加工、非线性光学等领域具有广阔的应用。半导体可饱和吸收体(LT -GaAs、中间镜式SESAM）调制深度和恢复时间均能够调节，是实现饱和吸收体被动调Q锁模激光运转的理想材料，受到人们的极大关注。单一半导体饱和吸收体被动调Q锁模激光不太稳定，应用范围受到限制。依据主动调Q激光具有较高的稳定性，本项目拟将主动（声光、电光）调Q与半导体饱和吸收体(LT -GaAs、中间镜式SESAM）被动锁模相结合， 探索主动- - 半导体饱和吸收被动双调Q锁模激光产生的机理，揭示主被动双调Q锁模激光产生的基本原理，研究影响主被动双调Q锁模激光稳定性的相关因素，探究主被动双调Q锁模激光的运转规律，研究涉及调Q和锁模两个动力学过程的双调Q锁模激光参数优化特性，为半导体饱和吸收体双调Q锁模激光器件设计提供规律性依据，展现双调Q锁模激光在固体激光器件方面的应用前景

本项目从理论和实验上系统地研究了半导体饱和吸收体双调Q锁模激光特性和参数的优化特性。采用主动（声光、电光）调制和半导体饱和吸收体（GaAs、中间镜SESAM等）被动锁模相结合，研究了主被动双调Q锁模1.06μm和内腔倍频0.53μm激光的运转规律。实验结果表明，与单一饱和吸收体被动调Q锁模1.06μm和内腔倍频0.53μm激光相比，主被动双调Q锁模激光调Q包络脉冲宽度变窄、脉冲能量增大、脉冲的峰值功率提高；理论上建立了高斯分布近似下主被动双调Q锁模1.06μm和内腔倍频0.53μm激光的耦合速率方程组，数值求解方程组的理论值与实验结果相符。研究了主动（声光、电光）——半导体饱和吸收体双调Q锁模输出参数的优化特性，依据高斯空间分布近似下调Q锁模1.06μm激光运转的耦合速率方程组，数值求解耦合的方程组，获得了调Q包络脉冲能量和脉冲宽度的优化特性关系；在一定泵浦功率下，通过选择输出镜反射率和饱和吸收体小信号透过率，能够使调Q包络单脉冲能量最大、调Q包络的脉宽最窄，理论计算与实验结果相符。另外，研究了新型饱和吸收体单壁碳纳米管（SWCNT)双调Q锁模1.06μm和1.3μm激光特性等。在项目进行期间，还对基于主动电光和半导体饱和吸收体（GaAs、中间镜SESAM）双损耗调制的调Q锁模激光产生低重频亚纳秒锁模脉冲的新现象进行了分析和研究。理论和实验研究获得了一系列创新成果，发表标明该基金资助论文共41篇，全部是国际SCI索引的杂志，影响因子大于3的4篇、影响因子在2-3之间的9篇、影响因子在1-2之间的24篇、影响因子小于1的4篇。发表论文中的37篇同时被EI索引。此外，培养博士生和硕士生各4名。