PDF《全固态 kHz 啁啾脉冲飞秒激光放大器》

7 为曲率半径为

2 m 的凹面反射镜, 对700 ~

900 nm ,0° 高反;

8 为对

700 ~

900 nm ,0° 反射 的平面反射镜;

9 为普克尔盒 ,电光晶体的口径为

10 mm , 双面镀有对

700 ~

900 nm 的宽带增透膜 ;

10 为薄膜 偏振片,对700 ~

900 nm 、 P 偏振激光高透 ,S 偏振激光高反;

11 为对

700 ~

900 nm ,0° 反射的平面反射镜 ;

12 为对700 ~

900 nm 的45° 反射的平面反射镜 ;

13 为中心波长为

800 nm 的宽带半波片 ;

14 为格兰棱镜, 镀有

700 ~

900 nm 宽带增透膜;

15 为对

700 ~

900 nm ,

0 ° 反射的平面反射镜 ;

16 为对

700 ~

900 nm , 45° 反射的平面反射 镜;

17 为4mm *

4 mm *

15 mm 的钛宝石晶体;

18 为法拉第隔离器. 在实验中,

527 nm 的泵浦激光经过聚焦透镜

4 和平面反射镜

1 ,

2 以及

3 聚焦到钛宝石晶体上 ;

由凹面镜

5 ,7 和平面反射镜

8 以及钛宝石晶体组成激光谐振腔 ,为了缩短谐振腔所占的空间尺寸 ,使用平面反射镜

6 将 谐振腔进行折叠 ,首先让激光腔工作在连续运转模式, 调节腔内的各个元件和泵浦光的位置以及焦斑大小, 使 激光腔处于最佳工作状态 ;

然后在腔内安置普克尔盒和薄膜偏振片,使激光腔处于调 Q 运转状态 ,激光在腔内 振荡时工作在 P 偏振, 当改变普克尔盒上的电压时 ,激光就会转变为 S 偏振, 从而被薄膜偏振片反射到腔外 , 由平面反射镜

11 和12 反射,使其通过半波片

13 和法拉第隔离器

18 ,调节半波片使输出激光由 S 偏振旋转为 P 偏振 ,由格兰棱镜透射输出;

最后调节种子激光, 使其由平面反射镜

15 和16 反射到格兰棱镜

14 上 ,经过格 兰棱镜反射使其与调 Q 输出的激光完全同轴, 由于法拉第隔离器旋光效应的不可逆性 ,当种子激光通过法拉 第隔离器和半波片时 ,偏振方向不改变 ,仍然保持 S 偏振 ,这样种子经过平面反射镜

11 和12 就可以通过薄膜 偏振片将其耦合到激光腔中.

2 实验结果 我们根据 ABCD 定律计算该激光腔内的光斑模式分布, 计算结果如图

2 所示 .根据图中的结果, 我们可 以看出,如果要避免腔内一些元器件(如普克尔盒内的电光晶体、薄膜偏振片等)的损伤 ,则应把它们安装在腔 内激光模式比较大的位置上;

如果要得到更大的能量输出 ,就要增大晶体内的模式体积 ,因此要将其安装在具 有大模式的位置上, 然而 ,大的模式体积需要更高的泵浦能量,为了避免晶体的损伤 ,此时的泵浦激光不能采用 紧聚焦,这就降低了腔内的能量转换效率;

为了得到较高的转换效率必须将晶体置于模式比较小的位置上.在 我们的实验中, 由于采用 kHz 激光泵浦 ,泵浦光能量有限, 而且脉冲宽度较长, 不会造成晶体的损伤, 因此将晶 体安装在腔内激光模式最小的位置上. 首先, 我们使激光腔处于调 Q 运转模式,使用一个光电二极管在平面反射镜

8 的后面监视腔内的状况, 在调Q模式下 ,腔内的状况如图

3 所示 .图中较宽的包络为

800 nm 激光的运行状况 ,较小的脉冲为泵浦激光的 状况 ,两者之间时间间隔为腔内放大激光的建立时间, 建立时间的长短决定了腔内能量转换效率大小 ,建立时 间越短 ,腔内的能量转换效率就越大 ;

我们调节泵浦激光的平面反射镜