空间应用紧凑型高能端泵Q开关Nd:YAG板激光系统

"这篇文章是关于一项科研成果，开发了一种紧凑且高能的二极管侧面泵浦的电光Q开关Nd:YAG板激光系统，适用于空间应用。该系统由振荡器和放大器组成，其中振荡器采用交叉普罗夫共振器的电光Q开关结构，而放大器则采用了Nd:YAG锯齿形板进行泵浦。通过使用低驱动电压（950V）的KD*P电光晶体实现偏振输出耦合。在20Hz的重复频率下，该系统能够获得最大341毫焦耳的脉冲能量，脉冲持续时间为13纳秒。" 本文详细介绍了科研团队开发的一款针对空间应用的高效、紧凑型Nd:YAG板激光系统。首先，系统的核心组成部分——振荡器，设计为二极管侧面泵浦并采用电光Q开关技术。Q开关是一种用于控制激光脉冲能量和脉冲宽度的技术，通过改变激光谐振腔内的损耗来实现。在这个系统中，使用了交叉普罗夫共振器，这是一种优化激光腔内光束质量和模式的光学结构。电光Q开关则是通过KD*P电光晶体实现的，这种晶体在较低的驱动电压（950V）下即可工作，有效地调整了激光输出的偏振状态，从而提高了系统的性能。 其次，系统的另一关键部分是放大器，它采用Nd:YAG材料制成的锯齿形板结构，通过多反射路径增加泵浦效率，使得激光能够在板内得到充分的增益。这种泵浦方式称为“反弹泵浦”，能在有限的空间内实现高能量密度的泵浦，从而提高输出脉冲的能量。 实验结果显示，该系统在20Hz的重复频率下，能产生最高341毫焦耳的脉冲能量，对应的脉冲宽度仅为13纳米，这意味着该激光器具有高能量密度和短脉冲特性，非常适合需要短脉冲、高能量的应用，如空间探测、激光通信和精确激光加工等。 这项研究成功地开发出一种适合太空环境的紧凑型高能激光系统，通过优化的振荡器和放大器设计，实现了高效能与小型化的完美结合，对于推动空间科技的发展具有重要意义。其创新的设计和优良的性能指标，预示着未来在空间应用领域的广泛潜力。