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1、泵浦材效率对冲型泵才的构建数据的制约1 被动调 Q 的基本物理过程在用泵源泵浦激光工作物质的初始阶段，由于可饱和吸收体的吸收作用，腔内损耗很大，振荡阈值很高，激光工作物质处于储能阶段，随粒子反转数积累的越来越多，自发辐射增强，腔内便会形成一些随机起伏的噪声光辐射，其中必存在最大的尖峰脉冲，使饱和吸收体饱和。定义 p= 1/ v ， v ，为激光工作物质振荡纵模的谱线宽度。若饱和吸收体的弛豫时间 p，当可饱和吸收体一旦饱和，开关被完全打开，不仅最大的尖峰在腔内畅通无阻，而且尾随最大尖峰脉冲的起伏光辐射也能无损耗地在腔内传播，由于受到工作物质的放大作用，尖峰脉冲由弱到强，继之随工作物质粒子数减少而
2、变弱，该脉冲的包络即调 Q 脉冲。参与振荡的各纵模的初始相位没有确定的位相关系。2 泵浦功率对调 Q 脉冲周期的影响的理论分析调 Q 脉冲的周期取决于腔内功率密度的大小，如果功率密度大，周期就短。随着泵浦功率的提高，腔内功率密度是逐渐增加的，所以调 Q 脉冲周期将会逐渐变短，从大于泵浦脉冲宽度到一个方波脉冲里面包含多个调 Q 脉冲。3 泵浦功率对调 Q 脉冲周期的影响的实验研究3. 1 实验装置实验装置如 1 所示，激光谐振腔采用平-凹腔结构。其中 LD 为泵浦源，是美国相干公司生产的型号 FAP - SystemTM 的二极管激光器，发射波长为 808nm，最大输出功率30W，通过光纤耦合输
3、出，光纤输出孔径为 800 m.聚焦耦合系统的效率约是 85% ，聚焦比例为 1： 0. 8，聚焦后的束腰半径为 320 m.Nd：YVO4 由中国科学院物理研究所晶体组提供，大小为 3 3 10mm，通光长度为 10mm，沿 c 轴切割，Nd3+离子掺杂浓度为 0. 5at. %，泵浦光相对于 Nd： YVO4 晶体成偏振。晶体通光表面镀有808nm 和 1. 064 m 的增透膜。激光晶体放在紫铜冷却器中使用循环水冷却。激光谐振腔由一个曲率半径为 200mm 的凹面镜和平面输出镜组成，其中凹透镜为输入镜，外表面镀有 808nm 的增透膜，内表面同时镀有 1. 064 m 的高反膜及 808
4、nm 的增透膜。Cr4+： YAG 晶体尺寸为 4 4 2mm，置于紫铜冷却器中紧靠输出镜放置，两面抛光并镀制对 1. 064 m 的增透膜，初始透过率为60% ，放在可调节支架上。实验中产生的脉冲激光用 LP- 3B 型激光功率计测量平均输出功率；用 PIN 硅快速光电二极管接收，在 Tektronix 公司生产的TDS5104 型数字示波器上观测其时域特性。3. 2 实验参数将 LD 输出的泵浦光调整为方波脉冲，脉冲宽度可调，定义脉冲宽度与脉冲周期宽度的比为占空比，占空比的大小表示脉冲占周期的份额。功率计测得的数值实际为平均功率，实际方波的泵浦功率应为测得的平均功率与占空比倒数的乘积。为了
5、统一测量结果，我们选择的占空比为 1： 5，脉冲宽度为 100 s.选择腔长为 L= 150mm，输出镜透过率 T = 10% ， Cr4+： YAG 晶体的初始透过率 T 0= 60%.3. 3 实验结果及分析改变 LD 激光的泵浦功率，测量了调 Q 锁模脉冲包络的周期，如 2 7 所示。实验发现，在泵浦功率为 11. 82W 时，一个泵浦方波内（ = 100 s）只产生一个调 Q 锁模脉冲，随着泵浦功率的增加，调 Q 脉冲周期变短，一个泵浦方波内调 Q 脉冲个数不断增加，在泵浦功率为17. 54W 时一个泵浦方波内（ = 100 s）产生两个调 Q 锁模脉冲，在泵浦功率为 20. 6W 时
6、一个泵浦方波内（ = 100 s）产生三个调 Q 锁模脉冲，在泵浦功率为 22.18W 时一个泵浦方波内（ = 100 s）产生四个调 Q 锁模脉冲，在泵浦功率为 24. 34W 时一个泵浦方波内（ = 100 s）产生七个调 Q锁模脉冲，当泵浦功率增加到 Pin= 26. 32W 时一个泵浦方波内（ = 100 s）的调 Q 锁模脉冲可以增加到 8 个。说明随着泵浦功率的增加，使得腔内功率密度增加，产生调 Q 脉冲的周期缩短，从而一个泵浦方波脉冲内调 Q 锁模脉冲的个数增加，实验结果与理论分析一致。而且从实验结果中可以看出，当泵浦功率增加到 Pin= 26. 32W 时，产生脉冲的范围已经大于= 100 s.分析原因，这是由于当泵浦功率加大时，腔内的光子数密度很大，当泵浦方波脉冲停止作用时，腔内的剩余光子仍然可以产生锁模脉冲。从实验图像中还可以看出，调 Q 锁模脉冲并不是稳定的，相邻的锁模脉冲功率并不相同，这是由被动调 Q 锁模的性质决定的，腔内光子密度变化不稳定，虽然可以满足脉冲条件，但是输出的锁模激光的峰值功率会有变化。4 结论随着泵浦功率的增加，使得腔内功率密度增加，产生调 Q 脉冲的周期缩短，一个泵浦方波内产生的调 Q 脉冲个数不断增加。
