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被动调Q技术能够实现窄脉宽、高峰值功率的激光输出,这种激光器具有结构紧凑、价格低廉、性能稳定等优点。在工业、科研、军事、医疗等领域有着广泛的应用。目前,有关键合晶体被动调 Q技术主要运用在端泵系统中,由于晶体热效应和泵浦功率的限制,使得激光输出功率都很低。基于这种现状,本论文提出了采用LD侧面泵浦Nd:YAG/Cr4+:YAG/YAG键合晶体被动调Q激光器的研究课题。研究内容和取得的成果主要包括: 1.对Cr4+:YAG晶体被动调Q的基本原理以及其三个参量之间的关系进行了详细的讨论和分析,并总结了Cr4+:YAG晶体在被动调Q激光器中的应用。 2.给出了键合技术的概念,总结了键合晶体的优势,综述了键合晶体在被动调Q激光器中的研究现状。 3.对端面泵浦系统和侧面泵浦系统的优缺点进行了比较,选择了能够提供高泵浦功率的侧面泵浦系统,并对侧面泵浦系统的LD泵浦源结构、水冷系统等作了详细分析。 4.在考虑存在热透镜效应情况下,优化设计了直腔和V腔谐振腔。通过ABCD矩阵计算和Matlab软件模拟,得到满足谐振腔稳定性条件的参数取值范围。 5.根据理论搭建实验系统,获得了1064 nm、532 nm及266 nm被动调Q激光输出,并对激光平均输出功率、阈值、脉宽、重复频率及远场光斑分布等特性进行了测量。通过对比实验数据,分析了初始透过率、输出耦合镜透过率、腔长等参数对激光输出特性的影响。 6.在泵浦功率为187.5W,可饱和吸收体Cr4+:YAG的初始透过率为80％时,获得了平均功率高达89.5 W的1064 nm激光输出。在同一泵浦功率下,利用初始透过率为85%的键合晶体,通过KTP倍频技术,实现了平均功率为27.2 W的532 nm激光输出;当泵浦功率为115.1W,可饱和吸收体Cr4+:YAG的初始透过率为85%时,采用BBO四倍频技术,获得了平均功率为1.27W的266nm深紫外激光输出。