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2010被动调Q掺Yb3+激光材料固体微片激光器的研究进展.pdf

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第３７卷第９期中国激光Ｖｏｌ．３７，Ｎｏ．９ ２０１０年９月犆犎犐犖犈犛犈犑犗犝犚犖犃犔犗犉犔犃犛犈犚犛犛犲狆狋犲犿犫犲狉，２０１０ 文章编号：０２５８７０２５（２０１０）０９２２７８１１ 被动调犙掺犢犫３＋激光材料固体微片 激光器的研究进展 董俊马剑 （厦门大学信息科学与技术学院电子工程系，福建厦门３６１００５） 摘要激光二极管抽运的被动调犙固体激光器不仅结构简单、紧凑，而且由于采用端面抽运的方式有效地耦合了 抽运光和激光可以获得高光束质量的激光输出，同时由于其独特的短腔长从而可以实现亚纳秒、高峰值功率的激 光输出，在激光加工、激光通信、医疗、生物和材料微结构分析等方面有非常广阔的应用前景。在过去的十多年里， 采用掺镱离子（Ｙｂ３＋）的激光材料作为激光增益介质，用Ｃｒ４＋∶ＹＡＧ和半导体可饱和吸收镜等作为被动调犙开关 的被动调犙微片激光器取得了长足的进展，不仅获得与基于掺钕离子激光材料作为增益介质所实现的相同的高峰 值功率被动调犙激光输出，而且在激光效率及激光设计的灵活性方面凸显出了明显的优点。系统地介绍了基于掺 Ｙｂ３＋离子激光材料作为激光增益介质实现被动调犙微片激光器的研究进展及其在未来的发展趋势。 关键词激光器；微片激光器；掺镱激光材料；被动调犙；高峰值功率；可饱和吸收体 中图分类号ＴＮ２４８．１文献标识码Ａ犱狅犻：１０．３７８８／犆犑犔２０１０３７０９．２２７８ 犃犱狏犪狀犮犲狊犻狀犘犪狊狊犻狏犲犾狔犙犛狑犻狋犮犺犲犱犢犫３＋犇狅狆犲犱犔犪狊犲狉 犕犪狋犲狉犻犪犾狊犕犻犮狉狅犮犺犻狆犛狅犾犻犱犛狋犪狋犲犔犪狊犲狉狊 犇狅狀犵犑狌狀犕犪犑犻犪狀 （犇犲狆犪狉狋犿犲狀狋狅犳犈犾犲犮狋狉狅狀犻犮狊犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵，犛犮犺狅狅犾狅犳犐狀犳狅狉犿犪狋犻狅狀犛犮犻犲狀犮犲犪狀犱犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔， 犡犻犪犿犲狀犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔，犡犻犪犿犲狀，犉狌犼犻犪狀３６１００５，犆犺犻狀犪） 犃犫狊狋狉犪犮狋犔犪狊犲狉犱犻狅犱犲狆狌犿狆犲犱狆犪狊狊犻狏犲犾狔犙狊狑犻狋犮犺犲犱狊狅犾犻犱狊狋犪狋犲犾犪狊犲狉狊，狑犻狋犺犮狅犿狆犪犮狋犮狅狀犳犻犵狌狉犪狋犻狅狀，犲狓犮犲犾犾犲狀狋犫犲犪犿 狇狌犪犾犻狋狔狅狑犻狀犵狋狅犵狅狅犱犿犪狋犮犺狌狆狅犳狆狌犿狆犪狀犱犾犪狊犲狉犾犻犵犺狋，犲犪狊狔狋狅犪犮犺犻犲狏犲狊狌犫狀犪狀狅狊犲犮狅狀犱狆狌犾狊犲狑犻犱狋犺犪狀犱犺犻犵犺狆犲犪犽 狆狅狑犲狉，犺犪狏犲狑犻犱犲犾狔犪狆狆犾犻犮犪狋犻狅狀狊犻狀犾犪狊犲狉狆狉狅犮犲狊狊犻狀犵，狋犲犾犲犮狅犿犿狌狀犻犮犪狋犻狅狀狊，狊狌狉犵犲狉狔，犫犻狅犾狅犵狔，犿犪狋犲狉犻犪犾犿犻犮狉狅狊狋狉狌犮狋狌狉犲 犪狀犪犾狔狊犻狊犪狀犱狊狅狅狀．犐狀狋犺犲狆犪狊狋犱犲犮犪犱犲，犱狉犪犿犪狋犻犮狆狉狅犵狉犲狊狊犲狊犺犪狏犲犫犲犲狀犿犪犱犲犻狀狆犪狊狊犻狏犲犾狔犙狊狑犻狋犮犺犲犱狊狅犾犻犱狊狋犪狋犲犾犪狊犲狉狊 犫犪狊犲犱狅狀狔狋狋犲狉犫犻狌犿犱狅狆犲犱犾犪狊犲狉犿犪狋犲狉犻犪犾犪狀犱狊犪狋狌狉犪犫犾犲犪犫狊狅狉犫犲狉狊狌犮犺犪狊犆狉４＋∶犢犃犌，狊犲犿犻犮狅狀犱狌犮狋狅狉狊犪狋狌狉犪犫犾犲犪犫狊狅狉犫犲狉 犿犻狉狉狅狉（犛犈犛犃犕）．犘犪狊狊犻狏犲犾狔犙狊狑犻狋犮犺犲犱犢犫３＋犱狅狆犲犱狊狅犾犻犱狊狋犪狋犲犾犪狊犲狉狊犺犪狏犲犪犮犺犻犲狏犲犱狀狅狋狅狀犾狔狋犺犲狊犪犿犲犺犻犵犺狆犲犪犽 狆狅狑犲狉狅狌狋狆狌狋，犫狌狋犪犾狊狅狑犻狋犺犫犲狋狋犲狉犲犳犳犻犮犻犲狀犮狔犪狀犱犳犾犲狓犻犫犾犲犱犲狊犻犵狀狊．犜犺犲狆狉狅犵狉犲狊狊犲狊犪狀犱犳狌狋狌狉犲狑狅狉犽狅狀狆犪狊狊犻狏犲犾狔犙 狊狑犻狋犮犺犲犱犢犫３＋犱狅狆犲犱犾犪狊犲狉犿犪狋犲狉犻犪犾狊犿犻犮狉狅犮犺犻狆犾犪狊犲狉狊犺犪狏犲犫犲犲狀狅狏犲狉狏犻犲狑犲犱． 犓犲狔狑狅狉犱狊犾犪狊犲狉狊；犿犻犮狉狅犮犺犻狆犾犪狊犲狉狊；狔狋狋犲狉犫犻狌犿犱狅狆犲犱犾犪狊犲狉犿犪狋犲狉犻犪犾狊；狆犪狊狊犻狏犲犾狔犙狊狑犻狋犮犺犲犱；犺犻犵犺狆犲犪犽狆狅狑犲狉； 狊犪狋狌狉犪犫犾犲犪犫狊狅狉犫犲狉 １引言器，脉冲宽度可以压缩到亚纳秒量级，峰值功率已达 ３＋ 激光二极管抽运的固体激光器由于具有光束质到兆瓦量级，特别是调犙的Ｎｄ∶ＹＡＧ和其他掺Ｎｄ 的激光由于比非调激光具有更高的脉冲能量和峰 量高的优点，特别是通过采用调犙方式可以产生高能犙 量的脉冲激光输出，在机械加工、军事、通信、医疗及值功率（ｋＷ～ＭＷ），在科研、军事、工业、医疗等领域 具有更为广泛的应用价值。如激光测距、遥感、非线 科研等领域得到了非常广泛的应用。由于被动调犙 具有体积小、易调节、不需要腔外能量补给和偏振输性光学处理、材料加工和污染监控等方面。目前用于 被动调的可饱和吸收体主要有４＋晶体、 出等特点而比主动调犙更加优越，如今的调