实时共振追踪的单频Nd:YAG脉冲激光注入锁模技术

"这篇文章主要介绍了稳定单模注入种子Q开关Nd:YAG激光器通过正弦电压调制的运行方法。研究团队应用改进的斜坡和点火技术，提出了一种实时共振跟踪的新型注入种子策略，实现了Nd:YAG脉冲激光器的单频稳定输出。通过向一个压电执行器施加高频正弦调制电压，并向另一个压电执行器施加可调节的直流电压，以实现主动反馈，从而得到高频率稳定性良好的单模激光输出。这种技术能消除压电滞后对频率稳定性的影响，对于激光二极管的操作具有重要意义。" 在激光技术领域，稳定的单模运行是至关重要的，因为它可以确保激光输出的高质量和一致性。Q开关Nd:YAG激光器是一种广泛应用的固体激光器，其特点是能产生高能量、短脉冲的激光。然而，保持激光器的单模运行并维持其频率稳定性通常是一项挑战，特别是在脉冲操作模式下。 本研究提出的新型注入种子方法基于修改后的斜坡和点火技术，这是一种控制激光振荡的方法。通过实时共振跟踪，能够精确地调整激光腔的谐振频率，以匹配注入的种子光频率。这确保了激光器始终工作在其最佳谐振状态，从而实现单模运行。 利用压电执行器（piezo actuators）进行电压调制是一种有效的手段。一个压电执行器接收高频正弦调制电压，改变激光腔的长度，以连续调整谐振频率。另一个压电执行器则接受可调节的直流电压，用于主动反馈控制，以补偿压电材料的滞后效应。压电滞后是压电材料在施加电压时表现出的非线性行为，可能导致频率漂移。通过这种双压电执行器的协同工作，可以有效消除这种不利影响，提高频率稳定性。 该研究结果对于激光通信、精密测量、激光加工以及医学应用等领域具有重要的实际意义。稳定且高频率的单模激光输出不仅可以提高这些领域的精度，还能够减少由于频率不稳定引起的误差。此外，该技术可能被扩展应用于其他类型的激光器，以提升它们的性能表现。这项工作展示了在Q开关Nd:YAG激光器中实现稳定单模运行的新途径，为激光技术的发展提供了新的思路和工具。