光纤激光器共振抽运1.6μm Er:YAG陶瓷激光器的理论与实验研究

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工作波长在1.6μm附近眼安全波段的激光器在激光遥感、激光雷达、自由空间激光通讯等许多领域有着广泛的应用价值和前景。在产生1.6μm激光的众多解决方案中,使用Er,Yb共掺杂的双包层光纤激光器共振抽运Er:YAG固体激光器的“光纤-体块”混合型激光器,可以获得中心波长为1645 nm的激光输出,具有线宽窄、转换效率高、光束质量好等优点,是目前最为理想的方案之一。而作为固体激光器的工作物质,透明陶瓷材料对比传统的单晶和玻璃材料又具有许多优势,是一种十分理想的激光材料,具有很好的应用前景。本文主要围绕1.6μm共振抽运Er:YAG陶瓷激光器的课题而展开,并在实验研究之前针对实验所涉及的系统进行了一定的理论设计和分析,包括谐振腔的设计,以及利用速率方程理论对激光系统进行了分析,讨论了各相关参量对激光输出的影响。在实验研究中,我们在1645 nm处获得了最高功率为4.9 W的连续波激光输出,相应的斜率效率为52%,输出光束的M2因子约为1.15。实验还测量并分析了不同Er:YAG陶瓷掺杂浓度以及不同输出镜透过率条件下的激光输出特性,从而对实际应用提供一定的参考。
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