578.5 nm端面泵浦被动调Q拉曼黄光激光器的研究

"这篇研究论文报道了一种新型的578.5纳米端面泵浦被动调Q拉曼黄光激光器，该激光器利用Yb³⁺:YAG/Cr⁴⁺:YAG/YAG键合晶体作为核心材料。这种设计能够产生被动调Q基频激光，并通过YVO4拉曼晶体和KTP倍频晶体转换，最终输出578.5纳米的黄光。实验结果显示，在9.51瓦的泵浦功率下，激光器能输出183毫瓦的578.5纳米脉冲激光，脉宽为6.537纳秒，重复频率为6.542千赫兹。" 文章中介绍的激光器技术涉及多个关键知识点： 1. **被动调Q技术**：被动调Q是激光脉冲控制的一种方法，它利用非线性光学效应（如声光调制或克尔效应）在腔内自然形成调Q。在这种情况下，激光器的Q值（储存能量与释放能量的比值）通过腔内晶体的自发散射过程被被动地改变，从而产生短脉冲。 2. **端面泵浦**：这是一种激光泵浦方式，其中激光二极管的光源通过晶体的侧面注入，相比侧面泵浦，端面泵浦可以实现更均匀的泵浦分布，提高光束质量和效率。 3. **Yb³⁺:YAG/Cr⁴⁺:YAG/YAG键合晶体**：这是一种掺杂有稀土离子（Yb³⁺和Cr⁴⁺）的钇铝石榴石（YAG）晶体，键合技术将这些晶体结合在一起，优化了激光性能。Yb³⁺作为主要的激活离子，提供高效泵浦，而Cr⁴⁺可能用于增加激光的可调性。 4. **拉曼效应**：在YVO4晶体中发生的拉曼散射是一种非弹性光散射现象，可以将激光的初始波长转换为不同的长波长。在这个系统中，拉曼效应将基频激光转化为黄光。 5. **倍频晶体KTP**：钾钛酸铅（KTP）晶体是一种非线性光学材料，用于通过二次谐波生成（SHG）将激光的波长减半，从而进一步将拉曼光转换为578.5纳米的黄光。 6. **耦合腔结构**：这种结构有助于减少拉曼光和倍频光在传输过程中的损耗，提高激光转换效率。 7. **标准具**：在实验中，标准具被用来抑制双波长运行，这有助于优化倍频过程，提高黄光的转换效率。 8. **实验结果**：在9.51瓦的泵浦功率下，获得了183毫瓦的578.5纳米黄光脉冲，脉宽为6.537纳秒，重复频率为6.542千赫兹。这些参数表明该激光器具有良好的脉冲质量和稳定性。 这项研究展示了如何通过精细设计和优化的激光器组件实现高效、高稳定性的578.5纳米黄光激光，这对于科学研究、生物医学、遥感和精密测量等领域具有潜在的应用价值。