二极管泵浦双Q开关锁模YVO4/Nd:YVO4/KTP绿激光器的研究

"这篇研究论文详细介绍了采用声光调制器(AO)和GaAs饱和吸收体构建的二极管泵浦双Q开关锁模YVO4/Nd:YVO4/KTP绿色激光器，实现了稳定的Q开关和锁模操作。实验结果显示，这种激光器具有良好的稳定性和接近100%的调制深度。激光器的Q开关包络内的脉冲重复频率为137 MHz，脉冲宽度约280 ps。论文还通过数值解耦合方程的方法，验证了理论模型与实验结果的一致性。" 这篇论文的核心知识点包括： 1. **YVO4/Nd:YVO4晶体**：YVO4（钇铝石榴石）是一种常用的掺杂激光晶体，Nd（钕）作为激活离子，可以提供理想的激光增益介质。在这种情况下，两块晶体用于分别实现Q开关和锁模功能。 2. **Q开关和模式锁定**：Q开关技术用于控制激光器的输出能量，通过改变激光谐振腔的Q因子来实现瞬态高功率脉冲输出。锁模技术则使激光器产生等间隔的超短脉冲序列，具有高重复频率。在这项工作中，两种技术结合，形成双Q开关锁模（QML），以获得更优的脉冲性能。 3. **声光调制器（AO）**：AO是利用声波改变光在晶体中的传播速度，从而实现对激光的调制。在这里，它作为Q开关的一部分，控制激光的释放。 4. **GaAs饱和吸收体**：GaAs（镓砷化物）是一种半导体材料，作为可饱和吸收体，其吸收特性会随着光强增加而减小，这有助于形成脉冲激光。它与声光调制器一起工作，提供了Q开关的功能。 5. **频率倍增**：KTP（磷酸钛酸钾）晶体用于非线性光学过程，即频率倍增，将YVO4/Nd:YVO4激光器产生的红外光转换为绿色光。 6. **调制深度**：调制深度是指Q开关打开和关闭状态下的输出光强变化程度，近100%的调制深度表明激光器能够有效地在开启和关闭状态之间切换，产生强烈的脉冲。 7. **脉冲参数**：Q开关包络内的脉冲重复频率为137 MHz，表明激光器能快速重复产生脉冲。脉冲宽度约为280 ps，意味着激光器能够产生非常短的脉冲，这对于需要高时间分辨率的应用至关重要。 8. **耦合方程与数值解**：研究者使用了双曲正割平方函数，考虑了腔内光子密度的高斯分布，建立数学模型并求解，以理论分析实验结果，这显示了激光器设计和运行的物理原理。 9. **实验与理论一致性**：数值解与实验数据的良好吻合，证明了所提出的模型的有效性，以及对激光器工作状态的准确理解。 这篇论文揭示了如何通过精细设计和优化，利用不同的光学组件，实现高效、稳定的双Q开关锁模绿色激光器，对于激光技术、光学工程和相关应用领域具有重要参考价值。