LD端面抽運(yùn)Nd∶GYSGG最佳增益長度分析與實(shí)驗(yàn)研究

蔡旭武，王 禮，楊經(jīng)緯，袁自鈞，吳先友，3，江海河，3*

LD端面抽運(yùn)Nd∶GYSGG最佳增益長度分析與實(shí)驗(yàn)研究

蔡旭武1，王 禮1，楊經(jīng)緯1，袁自鈞2，吳先友1，3，江海河1，3*

（1.中國科學(xué)院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所，合肥230031；2.合肥工業(yè)大學(xué)電子科學(xué)與應(yīng)用物理學(xué)院，合肥230009；3.中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院醫(yī)學(xué)物理與技術(shù)中心，合肥230031）

激光二極管（LD）端面抽運(yùn)激光器存在一個最佳增益介質(zhì)長度，過長或者過短的晶體都會導(dǎo)致激光器輸出性能的降低。為了研究熱致衍射損耗對最佳增益介質(zhì)長度的影響，采用理論分析與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，通過對晶體增益與損耗平衡理論分析計算，求解得到了Nd∶GYSGG晶體的最佳增益長度為7.8mm。同時開展了對不同長度晶體的激光對比實(shí)驗(yàn)，證明了接近最佳增益長度的8mm晶體實(shí)驗(yàn)效果最佳，在脈沖抽運(yùn)頻率1kHz、能量約7.6mJ條件下，獲得了約2.4mJ激光輸出，相應(yīng)的光光轉(zhuǎn)化效率為31.6%。結(jié)果表明，該研究對LD端面抽運(yùn)Nd∶GYSGG激光器的優(yōu)化設(shè)計具有參考意義。

激光器；最佳增益介質(zhì)長度；熱致衍射損耗；Nd∶GYSGG；端面抽運(yùn)

引 言

LD端面抽運(yùn)方式具有耦合效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、輸出光束質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于中小功率激光器，是最為常見的一種抽運(yùn)方式。在端面抽運(yùn)中，由于追求高質(zhì)量輸出，抽運(yùn)光束相對集中，致使激光介質(zhì)內(nèi)部的增益分布不均勻。當(dāng)晶體過短時，一部分抽運(yùn)光不能夠完全被晶體吸收，導(dǎo)致激光效率較低；當(dāng)晶體過長時，激光介質(zhì)對抽運(yùn)光吸收帶來的增益增加不明顯，而且激光介質(zhì)對振蕩激光的損耗將增大，從而導(dǎo)致抽運(yùn)功率閾值上升和輸出激光功率下降。……