高功率355nm紫外激光器：腔外倍频技术实现

"该文介绍了一种用于355nm紫外光源的腔外倍频全固态激光器的实验研究，旨在在保持高输出功率的同时获得高质量的1064nm和532nm激光共向输出。实验中，通过主振荡功率放大器系统控制1064nm基频激光的光束质量，得到平均功率70W，重复频率10kHz，脉宽60ns，M2因子约为3.9的激光。随后，利用二级放大器将功率提升至182.9W，脉宽80ns。然后，采用KTP晶体进行腔外倍频，实现了1064nm和532nm激光的同时、共向输出，最终得到平均功率65.7W，脉宽约60ns的532nm绿光，倍频效率达到35.9%。绿光的M2因子控制在6左右，为后续的355nm紫外激光研究提供了良好的基础。" 本文涉及的核心知识点包括： 1. **激光器**: 激光器是一种能产生激光的设备，此处是全固态激光器，意味着其工作介质为固体，如掺杂有特定离子的晶体或玻璃。 2. **腔外倍频**: 倍频是指将激光波长通过非线性光学过程缩短，本实验中使用KTP晶体进行腔外倍频，将1064nm的红外激光转换为532nm的绿光，为达到355nm紫外激光提供了基础。 3. **光束质量**: 光束质量因子M2是衡量激光光束质量的重要参数，值越小表明光束质量越好，集中度更高。实验中1064nm激光的M2约为3.9，532nm绿光的M2控制在6。 4. **主振荡功率放大器(MOPA)**: MOPA系统由种子激光器（主振荡器）和一系列功率放大器组成，可以有效控制激光的初始质量和放大后的功率。 5. **放大器**: 通过放大器提升激光的输出功率，实验中使用二级放大器将1064nm激光的功率提升到182.9W。 6. **脉宽**: 脉冲激光的持续时间，文中提到的60ns和80ns脉宽表明激光是以短脉冲形式输出。 7. **重复频率**: 激光脉冲在单位时间内产生的次数，10kHz表示每秒有10,000个脉冲。 8. **倍频效率**: 倍频过程中产生的新波长激光功率与输入基频激光功率的比例，实验中532nm绿光的倍频效率为35.9%，表示每100单位的1064nm激光能量，大约有35.9单位的能量转换成了532nm绿光。 这些技术对于高功率激光应用，特别是在紫外激光领域的研究和开发具有重要意义，例如在材料加工、生物医学、精密测量和光谱学等领域。