全被动锁模激光器中直接产生高功率皮秒准单脉冲

"这篇论文是1998年华侨大学学报自然科学版上发表的一篇研究，主要讨论了如何在被动锁模共焦非稳腔Nd:YAP脉冲激光器中通过BBO非线性晶体实现高功率皮秒准单脉冲的腔内倍频技术。" 该研究的核心知识点包括： 1. **腔内倍频技术**：这是一种在激光腔内部直接进行频率转换的技术，文中提到使用BBO（β-BaB2O4）非线性晶体实现Nd:YAP激光的倍频，从而得到0.54μm的绿光波段高功率皮秒脉冲。这种技术的优势在于减少了对外部激光放大器和单脉冲选择器的需求。 2. **被动锁模激光器**：被动锁模是一种激光操作模式，其中激光腔内的非线性效应用于自动同步激光器的脉冲输出，产生极短的脉冲序列。在这种情况下，全被动锁模意味着无需主动的外部控制就能保持稳定的脉冲输出。 3. **高效能量转换**：论文指出，腔内倍频的能量转换效率达到了80%，这意味着大部分输入的基波能量被有效地转化为二次谐波（即倍频光）。这显著提高了激光系统的整体性能。 4. **准单脉冲**：不同于传统的单脉冲，准单脉冲是指具有相似强度和间隔的近似单一脉冲序列。在这里，准单脉冲能量超过20毫焦，脉宽为十几个皮秒，这在很多科学应用中具有重要意义。 5. **稳定性提升**：腔内倍频不仅实现了高效率的能量转换，还改善了输出的稳定性。最大能量起伏从基波的12.4%降低到倍频光的8.3%，这表明倍频过程对输出波动的抑制作用。 6. **应用背景**：高功率皮秒单脉冲在多个领域有重要应用，例如原子和分子的激发机理研究、非线性光学、激光卫星测距、光信息处理和光计算机等领域。使用腔内倍频获取绿光波段的皮秒脉冲，可以满足这些应用对特定波长和高能量脉冲的需求。 7. **腔型设计**：采用了正分支虚共焦非稳腔设计，这种腔型能够提供大而均匀的模体积，提高激光能量输出，并利于准直输出和横模鉴别，适合作为高功率固体激光器的腔型。 这篇论文的工作在当时是一个创新，因为它展示了如何通过改进的激光系统设计和非线性光学技术，直接从被动锁模激光器中获取高功率的绿光皮秒准单脉冲，这对于科学研究和工业应用具有重大意义。