Nd:YAG脉冲激光器：RbTiOPO4相位调制器稳定注入种子技术

"Stable seeder-injected Nd:YAG pulsed laser using a RbTiOPO4 phase modulator" 本文介绍了一种稳定的、单纵模的纳秒脉冲Nd:YAG激光器，该激光器采用了双端激光二极管泵浦方案。通过在谐振腔内使用RbTiOPO4晶体作为相位调制器，利用延迟坡火（delay-ramp-fire）技术改变从动腔的光学长度，实现了注入种子激光。实验结果显示，该激光器能在400 Hz的重复频率下产生9.9 mJ的脉冲能量，脉冲持续时间为16 ns，并且获得了接近衍射极限的激光束，光束质量因子M²约为1.2。此外，频率抖动仅为1.5 MHz，显示出良好的光谱稳定性。 Nd:YAG激光器是一种常见的固体激光器，其中Nd³⁺离子被用作激活剂，YAG（钇铝石榴石）作为基质材料。这种激光器在军事、工业、医学和科学研究等领域有广泛的应用，因为它能够产生高能量、高功率的脉冲，且具有较高的光束质量和良好的稳定性。 在本研究中，采用双端激光二极管泵浦的方式，可以提高激光器的效率和稳定性，因为这种泵浦方式使得激光介质两端同时受激发，从而在整个增益介质中均匀分布激发态粒子，减少热效应，降低模式竞争，有利于实现单模运行。 RbTiOPO4（铷钛酸铅）晶体作为相位调制器，它的主要作用是通过改变其折射率来调制激光腔内的光波相位。在延迟坡火技术的帮助下，可以通过控制晶体的电光效应适时改变谐振腔的长度，从而精确地控制激光的频率和模式。这种方法可以有效地抑制多纵模激光的产生，确保激光器输出的是单一的、稳定的激光模式。 频率抖动的低值（1.5 MHz）表明了激光的频率稳定性极高，这对于许多应用来说至关重要，比如精密测量、光谱分析和高速通信。接近衍射极限的光束质量（M²约为1.2）意味着激光束的扩散很小，可以有效地聚焦到一个非常小的点上，这对于需要高精度加工或高能密度应用（如激光切割、焊接）来说是非常理想的。 这项工作展示了一种利用RbTiOPO4相位调制器实现稳定注入种子的Nd:YAG脉冲激光器设计，其特点在于高能量、短脉冲、单模运行以及优秀的光束质量和频率稳定性。这种激光器的设计与实现对于提升固体激光器的性能和拓宽其应用领域具有重要意义。