LaMgAl₁₁O₁₉:Co²⁺被动调Q铒玻璃激光器研究

【作者】 刘文兵； 钟鸣； 俞其寿； 黄炼； 樊红英；

【机构】 西南技术物理研究所；

【摘要】 文章综述了被动调Q铒玻璃激光器的发展概况,从被动调Q激光器的耦合速率方程出发推导了被动调Q铒玻璃激光器输出脉冲能量、脉宽的解析表达式,对腔内损耗与输出脉冲能量、脉宽及峰值功率的关系以及输出脉冲能量与输入泵浦能量的关系进行了数值模拟。数值模拟结果表明,腔内损耗增加将导致输出脉冲能量下降,脉宽变大,峰值功率降低。在相同的泵浦能量下,腔内损耗越小,输出脉冲能量越大,而对于任一腔内损耗值,输出脉冲能量随着泵浦能量的增大而增大。但是在输入能量增加的情况下,即使腔内损耗增加,其输出能量也可能增加。继续提高输入能量,并不能提高输出单脉冲能量,而只能增加单脉冲数量。这是由于剩余泵浦能量足够使腔内能量密度达到“漂白”Q开关的值, 从而使得Q开关再一次打开,输出第二个脉冲。此外,我们设计了一台LaMgAl11O19:Co2+(LMA)被动调 Q铒玻璃激光器,实验结果验证了数值模拟分析结果。实验中输入能量低于12J时,输出只有单脉冲; 而在12-16J的输入能量下,可能出现单脉冲,也可能出现双脉冲。随着输入能量的增加,出现双脉冲的概率亦增加。当输入能量大于14J后,完全出现双脉冲,这与理论分析是相吻合的。在8J的电输入下, 获得了峰值功率50kw,2．7mJ的1．535μm激光输出,在国内首次实现了LMA被动调O铒玻璃激光器 1．535μm激光输出。实验和理论证明单靠提高输入能量并不能提高单脉冲能量,通过增加被动调Q片 LMA的厚度,增加激光谐振腔内的损耗,提高输出脉冲的能量,可使得输出脉冲的峰值功率增加,但这势必导致输入能量的增加。因此对被动调Q激光器的各种参数存在一个优化设计的问题,有关这方面的工作在继续进行中。更多还原