LD抽运腔内倍频Nd_YVO_4_KTP绿光激光器的本征态分析.pdf

中国激光
第30卷第10期Vol.30,No.10
2003年10月CHINESEJOURNALOFLASERSOctober,2003

文章编号:025827025(2003)1020877204

LD抽运腔内倍频Nd∶YVO4/KTP绿光
激光器的本征态分析

薛庆华,郑权,叶子青,王军营,钱龙生
(中国科学院长春光学精密机械与物理所,吉林长春130022)

摘要利用空间广义琼斯矩阵方法分析激光二极管(LD)抽运腔内倍频Nd∶YVO4/KTP绿光激光器基频光的本征
态,获得了腔内光场的偏振态和本征频率,并用此理论合理地解释了腔内加入布氏片获得稳定绿光激光输出的实
验现象。
关键词物理光学;广义琼斯矩阵;本征态;腔内倍频;绿光激光器
中图分类号TN248.1文献标识码A

AnalysisofEigenstatesonLD2pumpedNd∶YVO4/KTP
Intracavity2doubledGreenLaser

XUEQing2hua,ZHENGQuan,YEZi2qing,WANGJun2ying,QIANLong2sheng
(ChangchunInstituteofOptics,FineMechanicsandPhysics,
TheChineseAcademyofSciences,Changchun,Jilin130022,China)

AbstractTheeigenstatesofLD2pumpedNd∶YVO4/KTPintracavity2doubledgreenlaserwereanalyzedthrough
spatiallygeneralizedJonesmatrixformalismandthepolarizationstatesandeigen2frequencywereobtained.The
experimentalphenomenaobservedbyinsertingaBrewsterplateintothecavitytoobtainthestabilityofgreenlaserwas
explained.
Keywordsphysicsoptics;generalizedJonesmatrix;eigenstates;intracavity2doubled;greenlaser

1引言降低激光器的功率起伏,从而可获得稳定的激光输
出[2]。
小型激光二极管抽运全固体腔内倍频绿[3]
(LD)本文利用空间广义琼斯矩阵方法分析LD抽
激光器在医疗、显示、水下通讯等方面具有广泛的应
运腔内倍频Nd∶YVO4/KTP绿光激光器基频光的
用,但是制约其广泛应用的一个重要因素是输出功本征态,获得了腔内光场的横向和纵向分布以及本
率起伏问题。Baer分析认为腔内倍频激光器所显征频率,并解释了腔内加入布氏片消除引起耦合的
示的这种功率起伏源于两种非线性效应的共同作本征态而获得稳定激光输出的实验现象。
用:和频和空间烧孔效应,并用速率方程给出了合理
[1]
的解释。在不引入足够大的损耗的前提下,往往2理论分析
通过在谐振腔中加入起偏器获得线偏振光,加入
λ/4波片来控制腔内基频光的偏振态达到最佳耦合2.1空间广义琼斯矩阵方法
效率,加入波长选择元件防止激光器跳模以实现最对含有引起光束横向走离的双折射晶体的谐振
佳相位匹配,另外利用抑制空间烧孔效应等方法来腔,腔内光场本征态可以通过求解谐振条件

收稿日期:2002206207;收到修改稿日期:2002207209
基金项目:国家863计划资助项目(8632Z3622B)。
作者简介:薛庆华(1978—),男,中国科学院长春光学精密机械与物理研究所硕士,研究方向为全固态激光器件及非线性
频率变换技术。E2mail:[e-mail]
878中国激光30卷

ME→=λE→(1)
而获得。其中,M为腔内往返4×4广义琼斯矩阵;

E→=[TxTyBxBy]′为谐振条件的本征矢量,代表电

场偏振和强度的横向和纵向分布,分量[TxTy]′和

[BxBy]′是由双折射晶体走离引起光场横向分裂成

的上端(top)和底端(bottom)的通常意义下的琼斯图1用于分析本征态的激光谐振腔
矢量;λ是与本征矢E→相对应的谐振条件的本征值Fig.1Cavityusedtoanalyzetheeigenstates

(λ=0对应的本征矢E→没有意义),包含在本征频(m1:planemirror;m2:spheremirror;α:walk2offangle)
率中,利用琼斯矢量经偏振元件的变换公式
其中为腔镜的强度反射系数是×单
E→1′=AE→1(2)rId,,r;Id44
可求得腔内纵向任意参考面处的电场分布,其