高效染料激光器:倍频Nd:YAG泵浦的振荡器与放大器组合

0 下载量 33 浏览量 更新于2024-08-27 收藏 2.14MB PDF 举报
"本文介绍了一种使用倍频Nd:YAG激光器作为泵浦源的高效染料激光器,该激光器由Hansch型振荡器和简单放大器构成,具有窄光谱带宽(0.06厘米^-1)和高效率。在饱和状态下,振荡器效率为16%,放大器效率为40%,系统总效率可达到30%,适用于高精度的光谱实验和原子弱跃迁横截面测量。" 本文详细讨论了一种新型的染料激光器设计,该设计利用倍频Nd:YAG激光器(neodymium-doped yttrium aluminum garnet,Nd:YAG激光器的二次谐波)来泵浦染料激光器。这种设计能够产生大功率、高效率且光谱窄带的激光输出,特别适合于那些需要精确调谐和高亮度光源的实验,例如探测原子的弱跃迁横截面。 染料激光器因其可调谐性而被广泛应用于光谱学领域,尤其是对于那些需要精细光谱分辨率的实验。在这种新型激光器中,Hansch型振荡器起到了关键作用,它是一种高效的光腔设计,能够在激光介质中产生稳定的激光振荡。振荡器的效率在饱和时达到16%,而随后的放大器可以进一步提高激光输出的能量,其效率高达40%。当总的泵浦能量为6毫焦耳时,整个系统的总效率可以达到30%,这在染料激光器中是相当高的。 在激光放大过程中,一个重要的考虑因素是避免放大介质的损坏。由于该系统采用了适应性反射镜和特定设计的电子枪系统,它有效地防止了放大介质的损伤,特别是对于长波长激光来说,这一优势更为显著。研究中,使用了能量为300焦耳的CO2激光输入脉冲,聚焦能流密度达到10^11瓦/厘米^2,经过多次(5000次)操作后,放大器仍能保持高效,输出能量可达到300千焦耳的脉冲。 文章还提到了自压缩过程的影响,这是激光脉冲在传播过程中能量分布不均匀导致的现象。在本文研究的特定激发方案下,自压缩过程可以通过电子能量转移来改善新型放大器的性能。 这种染料激光器的设计结合了高效的泵浦源和优化的光学组件,使得激光器在保持高输出功率的同时,也能实现窄光谱带宽,这对于需要精确控制光谱特性的实验来说是非常理想的。此外,其高效率和耐用性也使得该系统在实际应用中具有广阔前景。