20MHz高效紧凑型Nd:YVO4被动锁模激光器设计与性能

本文主要介绍了高性能的紧凑型被动锁模Nd:YVO4激光器的研究成果。该激光器采用了一种创新的设计，其谐振腔长度达到了7.5米，但通过折叠技术，被压缩到仅有55厘米长和15厘米宽，极大地提高了空间效率。这种紧凑型设计对于便携性和集成度具有重要意义。 激光器的核心元件是二极管端面抽运的Nd:YVO4晶体，这是一种常用的掺杂材料，因其高增益和宽光谱吸收特性而被广泛应用。经过半导体可饱和吸收镜的被动锁模技术，有效地抑制了噪声和多模式发射，实现了稳定的单纵模输出。锁模后的激光再次通过增益晶体进行放大，最终输出的激光波长为1064纳米，属于基横模TEM00，具有高功率密度和良好的模式质量。 在20MHz的重复频率下，激光器能够产生14.2皮秒（ps）的脉冲宽度，显示出极高的时间分辨率。最大输出功率达到了6.14瓦（W），单脉冲能量达到0.3微焦耳（μJ），这表明其在脉冲能量和功率方面都表现出色。较长的谐振腔确保了出色的光束质量，光束质量因子M2在X方向为1.17，Y方向为1.06，这意味着输出的光束非常稳定且扩散较小。 此外，激光器的功率稳定性表现良好，仅为0.5%，这对于许多应用，如光纤通信、精密测量和材料处理等，都是至关重要的性能指标。总体来说，这项研究不仅展示了紧凑型被动锁模激光器在技术上的突破，也为相关领域的实际应用提供了高效、稳定且小型化的解决方案。