激光二极管端面抽运Nd∶YVO4晶体连续输出板条激光器研究.pdfVIP

第57卷 第 11期 2008年 11月 物 理 学 报 Vo1．57，No．11，November，2008 1000．3290／2008／57(11)／6982—05 ACTA PHYSICA SINICA ⑥2008Chin．Phys．Soc． 激光二极管端面抽运NdYVO4晶体连续 输出板条激光器研究 张恒利 闫 莹 杜克明 1)(北京理工大学信息科学与技术学 院，北京 100081) 2)(EdgeWaveGmbH，Steinbachstr．15，52074Aachen，Germany) (2007年 12月 3日收到；2008年2月23日收到修改稿) 报道了利用激光二极管列阵端面抽运 Nd：YVO 混合腔板条激光器连续波输出的实验结果，获得近衍射极限的 6Ow连续激光输 出．实验证 明两种晶体输 出功率相当，低掺杂浓度 的Nd：YVo4晶体更有利于得到近衍射极限的 高功率输出，但同时对冷却水温度的变化也较敏感． 关键词：激光二极管端面抽运 ，板条激光器，混合腔 PACC：4255R 我们已经对用激光二极管阵列部分端面抽运 1．引 言 Nd：YVO。混合腔板条激光器进行 了一些实验研 究 ，本文报道了对两种不同掺杂浓度的Nd：YVO 近年来 ，由于半导体激光二极管亮度的不断提 进行研究的实验结果，两块板条晶体的掺杂浓度分 高，高功率全固态激光器得到迅速发展．对于传统 别为0．5％和 0．27％．实验结果表明，采用 同样的 的棒状增益介质全固态激光器 ，热致双折射 、热透镜 抽运条件和谐振腔，最大输出功率分别为 62．5W和 和晶体的破裂极限等因素严重影响了激光光束质 59．3W，相差很小，而低掺杂晶体 的输 出光束质量更 量 ，限制了激光器输出功率的提高 ．采用激光二极 好 ，但其输出功率对冷却水的温度变化也较敏感 ． 管阵列部分端面抽运混合腔板条激光器是获得高功 率、高效率 、高光束质量激光输 出的一个有效途 2．实验装置 径 ，与其他类型的全固态激光器相比较，它具有 以下优势：1)板条晶体两个大面通过传导进行冷却， 图I为端面抽运 Nd：YVO 板条激光器的实验 冷却效果更好 ；2)采用端面抽运方式，抽运光和振荡 装置示意图．4个二极管线阵组成的二极管堆栈作 光模式匹配更好；3)利用混合腔结构可 以获得光束 为抽运源 ，通过恒温水循环系统对其进行温度控制 ． 质量近衍射极 限的激光输 出．与以往 Zig—Zag板条 利用微透镜对激光二极管线阵输出快方 向进行准 激光器振荡光经多次全反射通过激光晶体相 比，在 直，通过柱面镜聚焦 ，耦合到矩形波导中，使光在激 部分端面抽运板条激光器中，振荡光直线通过增益 光二极管慢方向上均匀混合 ，从而在晶体处获得一 介质，因此只需对激光晶体的两个表面进行抛光，降 条近似均匀的尺寸为 0．4mmX12mm的抽运线． 低了光学加工的难度 ．另外，由于非稳腔的光束特 Nd：YVO4晶体的尺寸为 12mmx10mmx1mm，两个 性与增益介质在宽度方 向的尺寸无关 ，因此可以通 大面 (12mlnx10mm)作为冷却面，通过金属铟焊接 过增加增益介质的宽度来提高激光器输出功率，有 到热沉上 ． 利于激光器的升级 ．在常用的激光增益介质 中，Nd： 在 舻 平面 (如图 1所示)中