端泵Nd:YVO4激光器的横模转换与LG01模产生

"这篇文章是关于一项实验研究，研究者展示了激光二极管端泵Nd:YVO4晶体激光器能够发出第一阶拉格朗日-高斯（LG01）模式，输出功率达到502毫瓦，斜率效率为22%。他们发现，LG01模式的激光只在激光晶体前端表面中央区域的泵浦区域内产生。当激光晶体在数十微米的范围内横向移动时，会发生LG01-HG01-TEM00的对称模式转换现象。研究者探讨了这种对称模式转换可能的机制。该研究发表在2013年12月的《中国光学快报》上。" 在激光科学领域，端泵Nd:YVO4激光器是一种常见的固态激光器，因其高效和稳定性而被广泛使用。这篇论文揭示了这种激光器在特定条件下可以产生LG01模式，这是一种具有螺旋相位结构的光束，其特点是光强分布呈甜甜圈形状，且具有轨道角动量。这种模式在光学陷阱、光学镊子、量子光学和非线性光学等领域有重要的应用。 实验中，研究人员注意到LG01模式的产生与泵浦区域的位置密切相关，只有当泵浦区域位于激光晶体前表面的中心时，才能观察到LG01模式。这表明激光腔的几何对称性和泵浦分布对模式选择起着决定性作用。进一步，当激光晶体在亚百微米尺度内横向移动时，模式经历了从LG01到HG01再到TEM00的对称转换。这里的HG01模式是指高斯-贝塞尔模式，而TEM00是传统的基模，光强分布均匀且无径向振动。 这种模式转换可能涉及到多个因素，包括激光腔内的光学反馈、激光晶体的热效应以及泵浦光在晶体内的分布不均等。热效应可能导致激光晶体的折射率变化，从而影响激光模式的选择。此外，泵浦区域的变化可能改变了激光增益介质的非均匀性，进而影响激光模式的稳定性。 论文作者推测，这种对称的模式转换可能是由于泵浦区域改变导致的激光腔内的模式竞争结果。在激光科学中，模式竞争是不同光束模式之间的动态过程，其中一种模式可能会因增益优势而占据主导地位。在本研究中，模式转换可能揭示了端泵Nd:YVO4激光器内部复杂的动力学行为，对于理解和优化此类激光器的设计有着重要意义。 这篇论文对理解固态激光器的工作原理提供了新的见解，并为实现更灵活的激光模式控制提供了可能。这对于进一步开发新型激光技术，尤其是那些依赖于特定光束模式的应用，如精密测量、微加工和量子信息处理等领域，具有重要的理论和实践价值。