硅酸镓镧电光调Q提高人眼安全激光器的50%光转换效率

本文主要探讨了一种在Ce:Nd:YAG双掺晶体水冷激光器中利用新型电光晶体硅酸镓镧（La3Ga5SiO14）实现高效光参变的人眼安全激光器的设计和研究。硅酸镓镧以其高损伤阈值的优势被选作Q开关，配合场效应管快速Q开关驱动电路，实现了稳定的1.064微米基频激光输出，其工作频率可达20赫兹。 在激光器的核心部分，通过在基频激光腔外部构建光参变激光谐振腔，利用KTP晶体进行光参变转换，依据第二类非临界相位匹配条件，成功将1.064微米的激光转换至对人体更安全的1.57微米波段。研究的重点在于YAG晶体棒安装应力对1.57微米输出的影响，发现应力导致的双折射效应显著降低了光参变转换效率。作者深入分析了这一现象，并通过实验数据绘制了等效应力与光参变转换效率的关系曲线，揭示了两者之间的关系。 在实验条件下，当1.064微米激光脉冲能量达到220毫焦时，对应的1.57微米激光脉冲能量为109.3毫焦，光参变转换效率接近50%，显示出较高的转化效率。同时，该激光器的脉冲宽度为4.3纳秒，束散角仅为8.1毫弧度，表明了良好的输出特性。电抽运注入量为11.3焦耳，总电光效率达到了0.96%，显示出系统整体性能的高效性。 然而，随着1.064微米激光能量的进一步增加，光参变转换效率会有所下降，但整体保持稳定，输出稳定性优于5%。此外，该激光器结构紧凑，经过严格的环境适应性测试，包括温度、振动和冲击等，已经满足工程化应用的要求。 这项研究不仅展示了硅酸镓镧在激光器中的潜在应用，还提供了关于如何优化电光调Q过程以提高光参变转换效率和确保人眼安全的重要见解，这对于激光技术的发展具有实际价值。未来的研究可能将进一步探索如何减少应力对效率的影响，以提升整个系统的性能和稳定性。