高平均功率調(diào)q激光器及其頻率變換技術(shù)的研究與發(fā)展-文庫吧資料
2025-08-02 04:42本頁面
【正文】 復(fù)雜，容易失調(diào)，安裝調(diào)試維修都相當(dāng)困難，造價也極高；做個科學(xué)研究還勉強可以，工程化應(yīng)用推廣前景渺茫。首先，通過SBS布里淵散射的途徑，已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)亞納秒的短脈沖輸出。對于納秒/亞納秒脈沖激光器的研究,國內(nèi)研究的比較少，主要是通過SBS布里淵散射池實現(xiàn)位相共軛的同時，壓短脈沖，這種方法國內(nèi)能做到最短脈寬在60個皮秒以上[8]；另外還有通過腔外電光器件斬波來實現(xiàn)納秒左右的短脈沖，但斬波的方式有很多先天的弊?。菏紫?，斬波是以犧牲能量為代價的，比如如果要將一個30納秒的脈沖斬成3納秒,其激光能量至少要降為原來的1/10，轉(zhuǎn)換效率特別低；其次，斬波的方法所能得到的最短脈寬受限于電光器件的開關(guān)速度，開關(guān)速度越快，實現(xiàn)越困難，目前這種辦法對于1納秒以下的斬波基本上無能為力；再有，斬波要與電光器件、偏振片等一起配合使用，電光器件和偏振片的消光比直接影響最后的斬波效果，造成信號對比度的降低。 圖相對均勻的泵浦光分布 圖相對集中的泵浦光分布 3. 短脈沖/超短脈沖激光器 、電光調(diào)Q激光器和高端的鎖模激光器之間，由于脈寬比普通的調(diào)Q激光脈寬要短1個數(shù)量級以上，所以同等量級輸出能量的前提下，具有更高的峰值功率，而與鎖模激光器相比，不需要鎖定多個縱摸，腔長也不用搞得很長，重頻可以通過合適的電光器件或聲光器件，很容易控制。如圖4為相交圓聚光腔的示意圖，其中相交圓半徑R,弧高H,晶體棒半徑r,燈棒間距2C,任意光線O1M經(jīng)弧面反射后與晶體棒相交，O2到ML的距離S1,考慮晶體棒的折射效應(yīng)，實際距離S2,實際走過的距離PQ。這就必須對每一級的泵浦光分布進(jìn)行合理的安排，使之相互補償，實現(xiàn)高光束質(zhì)量的激光輸出。 圖 高斯分布VRM 圖超高斯分布VRM 大能量固體激光器聚光腔設(shè)計 如果只有一級振蕩級就可以滿足最終的能量要求，采用陶瓷漫反射聚光腔一般來說不僅可以獲得很高的效率，而且能夠保障激光光斑均勻[6]，模式較好。因為此時，激光晶體棒的尺寸都比較大，而傳統(tǒng)穩(wěn)定腔的腔型設(shè)計，很難實現(xiàn)基模半徑大于1mm的穩(wěn)定輸出；而要采用傳統(tǒng)的非穩(wěn)腔，雖然可以增加基模體積，但卻又存在硬邊衍射和近場紋波[4]，利用帶變反射率輸出鏡（VRM）[5],結(jié)合重復(fù)頻率要求，選用適當(dāng)?shù)姆糯舐室话憧梢詫崿F(xiàn)高光束質(zhì)量的激光輸出。深入了解這類激光器各自的技術(shù)特性并實現(xiàn)進(jìn)一步的突破,具有重要意義。目前，這類激光器的技術(shù)主要為國外的如美國相干、光譜物理、德國揶拿、白俄羅斯Solar等大公司所掌握，所以可以這樣認(rèn)為：高峰值功率激光器及其頻率變換技術(shù)的發(fā)展水平，直接關(guān)系或制約著國內(nèi)激光技術(shù)的發(fā)展水平，并影響各相關(guān)激光應(yīng)用行業(yè)的發(fā)展，在國民經(jīng)濟發(fā)展中具有戰(zhàn)略意義。高峰值功率激光器與傳統(tǒng)的激光器相比，具有脈沖能量大（幾十毫焦乃至幾焦耳），脈沖寬度短
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