Yb∶YAG晶体强化Cr,Yb∶YAG自调Q微片激光器性能研究

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  Cr,Yb∶YAG自调Q激光晶体将Yb3+离子的优良光学、热力学性能及Cr4+离子的可饱和吸收特性结合为一体,是一种优良的自调Q激光晶体而且获得激光输出.但是由于Cr4+离子在940 nm处有较强的吸收,而且对泵浦光的吸收随Cr离子掺杂浓度的增加而增加,导致激光效率低下.因此我们提出了采用Yb∶YAG激光晶体强化Cr,Yb∶YAG自调Q激光器激光性能的新思路.在实验中采用Yb∶YAG/Cr,Yb∶YAG/出耦合镜的"三明治"结构,通过Yb∶YAG晶体吸收大部分的940 nm泵浦光、Cr, Yb∶YAG吸收残余的泵浦光来提升对泵浦光的吸收效率和粒子反转数,从而实现高效的自调Q激光输出.研究发现采用透过率为50%的输出耦合镜可获得最好的激光性能.激光的斜率效率为38%,在泵浦光功率为2.5 W时获得了0.8W的平均输出功率,相应的光-光转换效率高达32%.在实验中获得了脉冲宽度为1.68 ns、脉冲能量为12.4μJ、峰值功率为7.4 kW的激光脉冲输出.研究表明Yb∶YAG/Cr,Yb∶YAG自调Q微片激光器工作在多纵模激光振荡状态,激光器的输出脉冲序列呈现出稳定的周期性.
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