全固态561nm倍频激光器研究

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激光与光电子学进展
（）５０，０３１４０１２０１３
Ｌａｓｅｒ＆ＯｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＰｒｏｒｅｓｓｐｇ
中国激光》杂志社Ｃ２０１３《 ○
全固态５６１ｎｍ倍频激光器研究
邵志强高兰兰张辰
５６１ｎｍ黄绿光在生物医学方面有着极大的用途，它是共焦显微镜、流式细胞仪及其他生物成像装置的理想光源，同时也是激光治疗复杂眼
；收到修改稿日期：２０１２１１１２２０１２１２０５网络出版日期：２０１３０２０５收稿日期：－－－－－－））基金项目：长春市科技局项目（和汽车仿真与控制国家重点实验室开放基金（资助课题。２０１１１０１２０１１１１０８，作者简介：邵志强（男，硕士研究生，主要从事全固态激光技术及非线性频率变换技术等方面的研究。１９９１—）：Ｅ－ｍａｉｌ１８７１５０２０７７＠ｑ．ｃｏｍｑ，导师简介：高兰兰（女，博士，副研究员，主要从事非线性光学和全固态激光器等方面的研究。１９７４—）：＿Ｅ－ｍａｉｌｌｌ７５＠１６３．ｃｏｍｇ０３１４０１１－
１引言
…ＹＡＧ的１近年来，人们对Ｎｄ１２３ｎｍ谱线产生了浓厚的兴趣。１１２３ｎｍ激光器可以作为掺铥光纤的抽运源，通过上转换得到４同时１８１ｎｍ的蓝光输出；１２３ｎｍ的倍频光
１］。科疾病的最佳波长［［］在抽运功率为１．输出１２００４年，Ｇｕｏ等２报道了１１２３ｎｍ的连续输出，５７Ｗ时，１２３ｎｍ功率１３２ｍＷ。［３］（），。，采用周期性极化铌酸锂ＰＰＬＮ腔外倍频观察到了微弱的黄光２００６年Ｊｉａ等报道了５６１ｎｍ连续输４］在抽运功率为１得到了１．崔锦江等［采用半导体激光抽运腔出，０Ｗ时，２Ｗ的５６１ｎｍ黄绿光。２０１２年，
（ＣｏｌｌｅｅｏＳｃｉｅｎｃｅ，ＣｈａｎｃｈｕｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏＣｈａｎｃｈｕｎ，Ｊｉｌｉｎ１３００２２，Ｃｈｉｎａ）ｇｆｇｙｆｇｙ，ｇＡｂｓｔｒａｃｔ６１ｎｍｌａｓｅｒｏｕｔｕｔｉｓａｃｈｉｅｖｅｄｆｒｏｍＬＢＯｉｎｔｒａｃａｖｉｔｆｒｅｕｅｎｃｄｏｕｂｌｉｎｏｆａｌａｓｅｒｉｎｗｈｉｃｈＮｄ…ＹＡＧｉｓ５－ｐｙｑｙｇ，ｕｍｅｄｈａｓｅｅｎｄｂＬＤ．Ｕｓｉｎｔｈｅ２ｍｍ×２ｍｍ×１０ｍｍＬＢＯｃｒｓｔａｌｗｉｔｈｔｅｍａｔｃｈｉｎｃｕｔｔｉｎｔｈｅ５６１ｎｍ－－Ⅰ ｐｐｐｙｇｙｙｐｇｇｏｗｅｒｕｍｏｗｅｒｏｕｔｕｔｉｓ１２３ｍＷｗｈｅｎｔｈｅｉｓ５Ｗ．Ｔｈｅｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｏｆ２．４６％ｉｓｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｌａｓｅｒｐｐｐｐｐｙｄｏｕｂｌｅｄｌｉｈｔｗａｖｅｓｏｆ５５６ｎｍａｎｄ５５８ｎｍｅａｓｉｌａｅａｒｉｎｅｘｅｒｉｍｅｎｔ．Ｆｒｏｍｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｎｏｎｌｉｎｅａｒｆｒｅｕｅｎｃ－ｇｙｐｐｐｑｙ，ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｏｎｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｆｒｅｕｅｎｃｌｉｈｔｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｔｈｅｒｅａｓｏｎｏｆ１１１２ｎｍａｎｄ１１１６ｎｍｌｉｎｅｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｉｓ－ｙｑｙｇ，ａｎａｌｚｅｄ．Ａｓａｃｏｎｔｒａｓｔｗｅｃａｒｒｏｕｔｔｈｅｓａｍｅｅｘｅｒｉｍｅｎｔｕｓｉｎａ２ｍｍ×２ｍｍ×８ｍｍＫＴＰｃｒｓｔａｌｗｉｔｈｔｅｈａｓｅ－Ⅱ ｐｙｙｐｇｙｙｐｃｕｔｔｉｎ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｌａｓｅｒｉｓｅａｓｔｏｒｅａｌｉｚｅｄ５６１ｎｍｓｉｎｌｅｓｅｃｔｒａｌｌｉｎｅｌａｓｅｒ．Ｔｈｅｅｘｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｍａｔｃｈｉｎ－ｇｙｇｐｐｇａｎｄｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｓｉｓａｒｅｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｗｉｔｈｅａｃｈｏｔｈｅｒ．ｙ；；Ｋ；Ｋｅｗｏｒｄｓｌａｓｅｒｓ５６１ｎｍ；ｓｅｃｔｒａｌｌｉｎｅｃｏｍｅｔｉｔｉｏｎＴＰｃｒｓｔａｌＬＢＯｃｒｓｔａｌ－ｐｐｙｙｙＯＣＩＳｃｏｄｅｓ４０．７２６０；１４０．３５７０；１４０．２０２０；２３０．５２９８１
Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎ５６１ｎｍＦｒｅｕｅｎｃｏｕｂｌｅＡｌｌＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＬａｓｅｒ－Ｄ－－ｑｙ
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５０，０３１４０１
激光与光电子学进展
ｗｗｗ．ｏｔｉｃｓｏｕｒｎａｌ．ｎｅｔｐｊ
内倍频的方法，获得了可满足医疗应用的瓦级全固态５６１ｎｍ黄绿光激光输出。但是目前国内外有关毫瓦级５６１ｎｍ黄绿光的报道还比较少。本文利用５Ｗ的激光二极管（抽运Ｎ然后在谐振腔中插入ＬＤ）ｄ…ＹＡＧ晶体产生１１２３ｎｍ的基频光，获得１２ｍｍ×２ｍｍ×１０ｍｍ，ＢＯ晶体进行腔内倍频，２３ｍＷ的５６１ｎｍ黄绿光输 Ⅰ类相位匹配切割的Ｌ出。在实验过程中发现激光器的光谱输出很不稳定，很容易同时出现１１１２ｎｍ及１１１６ｎｍ的倍频光即分析了１５５６ｎｍ和５５８ｎｍ激光输出。从非线性转换效率对基频光振荡的影响角度出发，１１２ｎｍ与１１１６ｎｍ谱线起振的原因。并利用２ｍｍ×２ｍｍ×８ｍｍ，结果显Ｐ晶体进行了对比实验， Ⅱ 类相位匹配切割的ＫＴ示，在ＫＴ激光器很容易实现５Ｐ晶体倍频情况下，６１ｎｍ倍频单谱线激光输出。
（）长春理工大学理学院，吉林长春１３００２２摘要报道了利用激光二极管端面抽运Ｎ通过Ｌｄ ∶ ＹＡＧ晶体，ＢＯ非线性晶体腔内倍频实现的５６１ｎｍ激光输出。采用 Ⅰ 类相位匹配切割。抽运功率为５Ｗ时，ＬＢＯ晶体尺寸为２ｍｍ×２ｍｍ×１０ｍｍ，５６１ｎｍ的最大输出功率为此时的光－光转换效率为２．１２３ｍＷ，４６％。实验中发现激光器很容易同时出现５５６ｎｍ及５５８ｎｍ倍频光。从非线性转换效率对基频光振荡的影响角度出发，分析了１利用允许角范１１２ｎｍ与１１１６ｎｍ谱线起振的原因。作为对比，围小的Ｋ采用 Ⅱ 类相位匹配切割。ＴＰ作为倍频晶体进行了同样的实验，ＫＴＰ晶体的尺寸为２ｍｍ×２ｍｍ×８ｍｍ，实验结果显示，在Ｋ激光器很容易实现５ＴＰ晶体倍频情况下，６１ｎｍ单谱线激光输出。实验结果与理论分析相一致。关键词激光器；谱线竞争；５６１ｎｍ；ＫＴＰ晶体；ＬＢＯ晶体：／中图分类号ＴＮ２４８．１文献标识码Ａｄｏｉ１０．３７８８ＬＯＰ５０．０３１４０１
图１实验装置示意图Ｆｉ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｏｆｅｘｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｅｔｕｇｐｐ
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２实验装置
实验装置如图１所示，其最大输出功率为５Ｗ，输出中心波长为８抽运光经过透镜ＬＤ为抽运源，０８ｎｍ，整形后直接注入到激光介质上。激光介质是Ｎ尺寸为３ｍｍ× ｄ掺杂原子数分数１％的Ｎｄ… ＹＡＧ晶体，。出射入射面镀有８透射率Ｔ＞９和１反射率Ｒ＞９３ｍｍ×３ｍｍ，０８ｎｍ增透膜（０％）１２３ｎｍ高反膜（９．８％）。Ｌ面镀有１１２３ｎｍ增透膜（Ｔ＞９９％）ＢＯ晶体两边均镀。输出耦合镜有５６１ｎｍ和１１２３ｎｍ的增透膜（Ｔ＞９９％）左表面镀有１的曲率半径为１００ｍｍ，１２３ｎｍ的高反膜（，和１右表Ｒ＞９９％）０６４、１３１８ｎｍ的增透膜（Ｔ＞９０％）。Ｌ面镀有５６１ｎｍ的增透膜（Ｔ＞９０％）Ｄ用热电制冷器（控温，使ＬＴＥＣ）Ｄ发射波长与Ｎｄ… ＹＡＧ晶体的吸收波长吻合。整个谐振腔用一个ＴＥＣ实现精确温控确保激光器稳定运行。