1.3微米被动Q开关Nd:YAG/V3+激光器：脉冲能量与峰值功率提升

"这篇论文展示了基于脉冲激光二极管泵浦的被动Q开关1.3微米Nd:YAG/V3+:YAG激光器，实现了高脉冲能量和短脉冲宽度。在被动Q开关（PQS）模式下，该激光器在吸收21.9毫焦耳泵浦脉冲能量时，最大总输出脉冲能量达到了3.3毫焦耳。获得了最短脉宽6.16纳秒、脉冲重复频率34.1千赫兹的400微焦耳单脉冲能量，对应峰值功率为64.9千瓦。这种高能激光脉冲工作在1319纳米和1338纳米的双波长，是太赫兹生成的潜在激光源。" 本文是光学和光子学领域的研究，具体涉及的是被动Q开关技术在固体激光器中的应用。Q开关是一种用于控制激光器输出脉冲能量和宽度的技术，通过改变激光谐振腔的Q因子（即增益介质对光子的损耗与增益之比）来实现。在被动Q开关模式下，不需要额外的主动元件，而是利用非线性光学效应来暂时增加谐振腔的Q值，从而积累更多的光能并形成高能短脉冲。 实验中，研究者采用了一种端泵浦的方式，用脉冲激光二极管作为泵浦源，激发Nd:YAG（掺钕钇铝石榴石）晶体。Nd:YAG是常见的激光材料，其在近红外区域（尤其是1.06微米和1.3微米）有良好的激光发射特性。V3+:YAG是一种掺杂的晶体，它在这里起到被动Q开关的作用，通过吸收和随后的释放光能来控制脉冲的形成。 该研究的关键成果包括：获得了3.3毫焦耳的最高总输出脉冲能量，这是在吸收21.9毫焦耳泵浦能量的情况下实现的。此外，单个脉冲能量高达400微焦耳，脉宽仅为6.16纳秒，对应的峰值功率达到了64.9千瓦。这种高能短脉冲激光在双波长1319纳米和1338纳米下运行，这表明它具有在太赫兹辐射生成方面的潜力。太赫兹辐射位于光谱的远红外区，介于微波和可见光之间，具有广泛的应用前景，如成像、通信和物质检测等。 这篇论文的贡献在于开发了一种高效、高脉冲能量的1.3微米被动Q开关Nd:YAG/V3+:YAG激光器，其性能参数对于进一步的太赫兹技术发展具有重要意义。这一研究成果不仅深化了我们对Q开关激光器的理解，也为相关领域的应用提供了新的可能。