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LD(英文:Laser Diode;激光二极管)侧面泵浦的全固态脉冲激光器具有众多优点,如结构紧凑、稳定性佳、脉冲窄、重复频率高、光谱宽、造价便宜等,其在军事、工程、医疗及科研等领域的应用具有重大意义。通常首选SESAM(英文:Semiconductor saturable absorber mirrors;中文:半导体可饱和吸收镜)作为用于全固态激光器产生脉冲所需可饱和吸收体材料,SESAM技术和SESAM固态锁模激光器在国外已走向成熟,而国内处于起步阶段。但是SESAM本身有制备工艺复杂、成本高、参数难调整等问题,近些年以碳纳米材料、金属硫化物等为代表的新型可饱和吸收材料在脉冲激光器中应用所受关注越来越多。基于以上背景,本论文围绕新型宽带可饱和吸收体与国产SESAM应用于LD侧面泵浦的全固态激光器实现脉冲输出进行研究。论文的主要工作内容和创新点为:1.理论上分析了 LLD侧面泵浦固态激光器的热效应现象。测量晶体热透镜的理论方法并用非对称平平临稳腔测量了晶体热透镜随泵浦电流的变化情况。2.利用ABCD矩阵理论表示方法讨论了 ABCD在谐振腔设计中的应用。介绍了三镜折叠腔的设计方法,介绍了等效镜像法在四镜折叠腔设计中的应用。3.利用液相剥离法制备了宽带可饱和吸收溶液,以垂直生长法与滴涂的方式制备了透射式单壁碳纳米管可饱和吸收体与WS2可饱和吸收镜。用分光光度计表征了实验所用可饱和吸收材料的透过率与吸收率。4.探究了单壁碳纳米管宽带可饱和吸收体分别应用于LD侧面泵浦直线腔与折叠腔调Q激光器的实验。在直腔中获得1064nm激光输出的最短脉宽为1.12μs,单脉冲能量1.12μJ,峰值功率1W;重复频率由21.11kHz到44.6kHz时最高输出功率达50mW;在折叠腔中获得最短脉宽1.25μs,单脉冲能量3.60μJ,峰值功率24.48W,重频 22.05kHz 到 25.49kHz,最高输出功率 780mW。5.开展了硫化钨LD侧面泵浦折叠腔调Q激光器实验探究,获得激光波长1064nm,最短脉宽3.205μs,重频38.91kHz到71.70kHz,最高输出功率466mW。6.设计了基于SESAM的LD侧面泵浦锁模折叠腔型激光器,在SESAM处具有较小光斑面积,获得的锁模脉冲波长为1.06μm,实现脉宽267.05ps,最高输出功率达456mW,光束质量M2因子1.07。7.设计并搭建了 W腔型掺钛蓝宝石调Q锁模激光器,获得激光波长824nm,激光器光光转换效率达18.9%,最高输出功率1.78W。创新点说明:1.将WS2纳米片与PVA结合,滴涂在1064高反镜上,最终做成WS2可饱和吸收镜。这种形式的吸收体表面更加平整,掺杂的WS2纳米片更加均匀,有利于实现了稳定脉冲输出。2.采用四镜Z型折叠腔结构,实现了高输出功率的被动调Q运转。调Q脉冲能量高达6.5μJ,在相关的研究报道中属于较好的结果。