谐振泵浦1.645μm注入锁定单频调Q激光技术研究

本项目计划开展1.645μm谐振泵浦注入锁定单频调Q 激光技术的理论和实验研究，重点解决1.645μm Er:YAG调Q激光器的谐振泵浦技术和单频运转技术。本项目将采用波长为1.532μm的光纤激光谐振泵浦准三能级运转的Er:YAG晶体，通过谐振泵浦方式有效提高Er:YAG激光器的效率，减小其热效应，实现1.645μm的高效调Q激光输出；为了实现激光器的单频运转，本项目提出了谐振泵浦键合单块Er：YAG非平面环形腔的技术方案实现1.645μm的单频种子激光输出，并将单频种子激光注入锁定到调Q运转的 Er:YAG激光器中，采用Ramp-Hold-Fire技术实现1.645μm稳定单频调Q激光输出。本项目还研究通过体布拉格光栅压窄1.645μm Er:YAG调Q激光器的线宽的技术。本项目研究的1.645μm单频调Q激光在人眼安全激光测风雷达、差分吸收激光雷达等方面具有重要的应用前景。

本项目开展了1.645μm谐振泵浦注入锁定单频调Q 激光技术的理论和实验研究，重点解决了1.645μm Er:YAG调Q激光器的谐振泵浦技术和单频运转技术等关键技术。项目提出了谐振泵浦1.645μm Er:YAG 单频激光器的设计和实现方法，有效减少了激光器的热效应和能量上转换效应对激光输出的影响，极大地提高了单频激光器的输出功率、光束质量和效率；突破了单块非平面环形腔Er:YAG 激光器的设计、加工、外加磁场方式和偏振镀膜技术，实现了高功率、高效率的1.645μm单频激光输出，单频输出功率达到10.55W，功率不稳定度0.2%，单频激光线宽18.6kHz，在最大单频输出功率处的光束质量M2因子为1.094和1.237，单频输出功率和线宽为国际最好水平；实现了1.645μm的高效调Q激光输出, 在重复频率1000Hz情况下获得了5.4mJ的调Q激光输出；将单块Er:YAG 非平面环形腔单频种子激光注入锁定到调Q运转的 Er:YAG激光器中，采用Ramp-Hold-Fire技术实现了种子激光与调Q激光的注入锁定，实现了1.645μm单频调Q激光输出，在重复频率200Hz下，获得了脉宽336ns、脉冲能量4.75mJ的1645nm单频脉冲激光输出。本项目的成果“谐振泵浦Er:YAG 非平面环形激光器实现6.1W 的1645nm 单频激光输出”被入选“2012年中国光学重要成果”。本项目的重要成果2014年通过了教育部组织的成果鉴定，研究成果已在中国科学院物理研究所等单位获得应用。