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半导体泵浦的全固态绿光激光器具有体积小、效率高、结构简单等优点,在医学、工业加工、军事等各个领域都有着广泛的应用前景。本论文主要采用LD端面泵浦Nd∶YVO4晶体,并利用LBO临界相位匹方式研制得到绿光激光器,分别从理论和实验两个方面进行了进一步的研究。 针对LD端面泵浦Nd∶YVO4/LBO临界相位匹配脉冲绿光激光器的研究,论文的主要内容可以总结如下: 1.详细的介绍了全固态绿光激光器的应用背景,并回顾了全固态绿光激光器的研究进展以及发展现状。 2.介绍了常用于LD泵浦激光器的工作物质,并对LD端面泵浦激光器的工作特性、光学倍频理论以及调Q理论进行了理论分析与研究,介绍了常用倍频晶体的工作特性,以及分析了其相位匹配方式的特点。 3.在进行谐振腔设计时,考虑到激光器工作物质的热效应对谐振腔存在严重的影响,因此,对LD端面泵浦Nd∶YVO4的热效应进行了理论分析与研究。利用LASCAD软件中的有限元分析(FEA)模块,对晶体内的温度分布进行了模拟。本论文提出采用部分偏振光泵浦可以提高激光晶体内的温度分布的均匀性。结合本题的目标要求,设计了谐振腔的基本结构,利用ABCD矩阵理论对谐振腔的稳定性以及模参数进行了理论分析。 4.在实验中,采用带尾纤的LD泵浦掺杂浓度为0.2at%的Nd∶YVO4晶体,采用U型谐振腔结构,声光调Q技术,以及LBO临界相位匹配腔内倍频。当泵浦光功率为33 W时,得到输出连续激光功率为20.2W,转换效率高达61.2%,加入声光调Q后,并设置声光调Q的重复频率为20 kHz,实验得到1064 nm基频光的输出功率为15W。泵浦光到脉冲1064nm激光的转换效率为45%。经过LBO倍频后,得到输出绿光的最大平均功率为11.2 W。经过计算,LBO的倍频效率为74.6%,总体光光转换效率为34%。利用刀口发法测量得到水平方向和竖直方向的光束质量M2因子分别为1.2和11。当激光器输出功率为10W时,测量其一小时不稳定度小于1%。