1444nmYAG：Nd大功率重复率脉冲激光器

确 定 了 一 １ ４ ４ ４ ｎ ｍ 的 振 荡 效 率 对 激 活
时， 在 侧 面 有 螺纹 （ 减 小 — ｌ ０ ６ ４ ｎ ｍ 内 模 振 荡的影 响） 激 活介质 的增益较 大 。
介 质 基 质 吸 收 引 起 的 损 耗 很 敏 感 。研 究 了许 多 不 同 尺 寸 激 活 元 件 的 透 射 率 和 ＝ １ ４ ４ ４ ｎ ｍ 辐 射 的增 益 。测 试 表 明 ， 非 激 活元 件 的 初 始透射率 在 ７ ９ ～９ ４ 范 围 。使 用 透 射 率 低 于 ８ ６ 的激活元 件 ， 甚 至 在 最 大 抽 运 能 量 时 也 未 测 到增 益 。 ｌ ～１ ． ５ ａ区 吸 收 光 谱 测 量
是， 振 荡 需 在 与 其竞 争 的 ＝ １ ０ ６ ４ 、 １ ３ １ ８和 １ ３ ５ ７ ｎ ｎ ｌ 跃迁 （ 特 别 强 的是 ＝１ ０ ６ ４ ｎ ｍ 跃 迁， 它 的跃 迁 截 面是 ＝ １ ４ ４ ４ ｎ ｍ 跃 迁 截 面
的９ ． １ 倍） 的 背 景 中发 生 。 为 了 消 除 这 些 跃 迁 的影响 ， 必 须 使 用 高 选 择 性 共 振 腔 。因 此 ， 使 用选 择性“ 曲折 ” 多 镜 共 振 腔 是 有 前途 的 。
极 限增益 的降低 ， 而这种 降低 是可逆 的。 可 以 认为 ， 在 紫外 辐 射 作用 下 ， 基 质 中 产 生 减 低
１ ４ ４ ４ ｎ ｍ 振 荡 效 率 的 不 稳 定 色 心 。 使用 吸 收 脉 冲 灯 ：４ ２ ０ ｎ ｍ 辐射 并使其转换 为 ４ ８ Ｏ ～
收稿 日期 ： ２ ０ ０ ｏ 一１ ２ —０ ９
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激 光 与 光 电 子 学 进 展 明， 都 使用蒸馏水 冷却 。 振 荡 辐 射 的 光 谱 成分 和 时 间特 性 都 用 非 线 性 晶体 得 到 的 二 次 谐 波
作检 测 。
坏， 可 采 用 终 端 引 出头 。 另 外 ， 为 了补 偿 热 双
在 本次 会议 上 ， 除 日 本 发 表 的 有 关 平 均 功率 ３ ． ３ ｋ ｗ 的棒 式 及 板 式 二 极 管 抽 运 固 体 激光 器 外 ， 灯 激励 固体激光 器 、 ｃ ０ 激 光 器 的研 制 依 然 很 活 跃 。 自 由 电 子 激 光 器 的 工 业 应 用 也 很 受 关 注 特 别 是 美 国 托 马 斯 ・ 杰 斐 逊研 究 所 作 的 有 关 １ ｋ Ｗ 亚 皮 秒 自 由 电子 激
三 价钕 离子 激活 的钇 铝石榴 石 （ ＹＡＧ ： Ｎ ｄ “） 晶体 具 有 复 杂 的 能 级 图 ， 原 则 上 可 在 ０ ． ９ ４ １ ～１ ． ８ ３ ９ ｍ 范 围 内 的 数 条 谱 线 上 获 得 激 光 振荡 。
一
性 。 为 了抑 制 寄 生 振荡 使 用 对 相 应 波 长 反 射
表 明（ 图１ ） ： 所有 晶体 都有 半宽 度 为 １ ０ ～ｌ ５
ｎ ｍ、 峰 值 ＝ １ ４ ８ ５ ｍ ＇ ｎ 的 吸 收 光 谱 。 波 长 １ ４ ４ ４ ｎ ｍ 位 于 此 吸 收 带 的 短 波 斜 坡 上 。该 吸 收 很 可 能 是 生 长 ＹＡＧ ， Ｎｄ 晶 体 配 料 中 难 于 控 制 的杂 质 引起 的 。 ６ ． ３ ｘ８ Ｏｍｍ 螺 纹 侧 面 和 １ ０ｘ １ ０ ０ ｍｍ 的 激 活 元 件 获 得 的 最 大 单程 增益分别 为 １ ． ２ ７和 １ ． １ ６ 。 研 究表 明 ， 抽 运 光 谱 的 紫 外 成 分 会 导 致
些 论 文 指 出 使 用 ＹＡＧ ： Ｎｄ 激 光 器
获 得 ＾＝７ ４ ４ ４ ｎ ｍ 重 复 率 脉 冲 辐 射 的 可 能
性 。从 生 态 学 观 点 看 ， 这 种 激 光 器 是 有 意 义
的， 因此 ， 提 高 它 的 效率 是 迫 切课 题 。
的反射镜 作转 角 （ ４ ５ ） 反射镜 。 输 出镜同样 使
尊
聚光器 。
Ｌ ＿ —— —１ ——青广１
圈 ２ 用 ＾＝ｌ ¨ Ｉｉ ｌ ｍ 自 由振 荡 辐 射探 测 时 ， 有 螺 纹（ △） 和 无 螺纹 （ ●） 侧 面 的 ６ ． ３ ×８ ｏ ａｍ
激 活元 件和 有 螺 纹 （ ０） 和无螺纹（ Ｖ） 侧 面
的 １ ０ ×１ ０ ０ ｍｍ 激 活 元 件 的 透 射 率 （ 增
用光 谱选择 反射镜 。 在 激 光 腔 内放 置 一 二 个 激 括 元 件 ， 使 用 单 灯 抽 运 聚 光 腔 。实 验 中 使 用 端 面 对 １ ０ ６ ４ ￣ １ ４ ４ ４ ｎ ｍ 波 段 增 透 的 ≠１ ０ ×８ ０ 、 ≠１ ０ ×１ ０ ９和
在 该 谱 线 上 获 得 高 教 振 荡 的 主 要 问 题
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激 光 与 光 电子 学 进 展
２ ０ ０ １年 第 ｌ ０期 （ 总第 ４ ３ ０期 ） 核聚 变反应 堆用驱 动器 组 件 、 输出 １ ０ Ｊ 级 的 钕 玻 璃 的二 极 管 抽 运 固 体 激 光 器 （ ８ ． ５ Ｊ×
５ ２ ０ ｎ ｍ 辐 射 的香豆 素 Ｋ Ｈ一 ３ Ｏ的酒 精溶液 冷
却 闪光灯和工 作物质 。 可 使 振 荡 能 量 提 高
８ Ｏ 。
于单激活 元件和双激 活元件 分别 为～ ９ Ｏ 和
７ ０ 。最 佳 条 件 下 一 个 ６ ． ３ｘ ８ Ｏ ｍｍ 或 ≠１ ０ ｘ ｉ ０ ０ ｍｉ ｌ ｌ 激 活 介 质 的 单 脉 冲 能 量 分 别 为 ０ ． ３ ４和 ０ ． ５ ～０ ． ５ Ｊ 。使 用 两 个 １ ０×１ ０ ０ ｍｍ 的 激 活 介 质 时 的 最 大 激 光 辐 射 能 量 为
１ ． ４ Ｊ。
必须 指 出 ， 与 文献 的 数 据 不 同 ， 除 一
３
＾（ ｍ ）
１ ４ ４ ４ ｎ ｍ 线外 ， 其余谱 线的强 度都非 常小 。
（白 光供稿 ）
圈 １ 长度为 ８ ０ｍｍ 的 激活 元 件的 光密 度 Ｄ

组件“ 水 星” 激光器（ １ ０ ０ Ｊ ×ｌ ０ Ｈｚ ） 采用 。另 外， 日本 阪大 激 光研 究所 还发表 了研制 激 光
与地 球环境 有关的食 品包装 也必须 用激光进 行处 理 的 时代 已经 到来 。 （ 江 涛供稿 ）
１ ４ ４ ４ ｎ ｍ ＹＡＧ ： Ｎｄ大 功 率 重 复 率 脉 冲 激 光 器
≠ ６ ． ３ ×８ Ｏ 的激 活元 件 ， 它的侧面 是 具 有深 度
为０ ． ３ ～Ｏ ． ４ ｍｍ 螺 纹 的 毛 面 。 抽 运 灯 是 吸 收
紫 外 辐 射 的 掺 杂 石 英 管 壁 的 脉 冲 闪 光 灯
Ｋ Ｉ ４ ＨＪ Ｉ ２ — ５ ／ ９ ０ Ａ和 Ｋ ＨＨ ￣ ｑ ４ — ５ ／ ７ ５ Ａ， 或 为 同
样 目的 的 镀 膜 管 的 脉 冲 灯 Ｈ Ｈ ￣ ｑ ３ — ７ ／ ８ ０ 及
研 究 了具 有三镜谐 振腔激光器 的振荡 特
管壁 为普通石英 的灯 Ｈ Ｈ ５ １ ５ ／ ７ ５ Ａ— ｌ
抽 运 光 脉宽 ～ １ ０ ０ ｓ ， 重 复率 ｌ ～ｌ ０ Ｈｚ 时， 每 个 灯 的抽 运 能 量 达 到 ２ １ ０ Ｊ 。 除 另 有说
益） 与 抽运 能量 的 关 系 曲线
激 活介 质直径 增大 时增益 的减小 也与聚
光 器 内 一 １ ０ ６ ４ ｎ ｍ 发 光 的 多 程 放 大 作 用 有 关。 为 了减小上述作用 ， 应 当 使 用 侧 面 螺纹 较 深 的激 活 介质 ， 以 及 ＾一 １ ０ ６ ４ ｎ ｍ 反 射 率 最 小 的聚 光 器 ， 倒 如 用 乳 白玻 璃 ＭＣ一 ２ ０制 成 的 研 究 表 明 ，输 出反 射 镜 的 最 佳 反 射 率 对
率 为 ＲＨ ＾ ‘≈ ９ ９ ． ９ ％、 Ｒ ≈ ７ ％、 Ｒｌ ３ 】 日≈ ８ ％、 Ｒ １ ３ ３ ８ ≈８ ％、 Ｒ１ ３ ３ 日 ≈２ ４ ％ 和 Ｒｌ ｓ ５ ７ ≈３ ４ ％
的光谱 选择 反射镜 作 闭端 反 射镜 ， 及Ｒ 。
≈ ９ ９ ． ９ ％ 和 在 上 述 其 他 波 长 有 最 小 反 射 率
２ ０ ０ １年 第 ｌ Ｏ期 （ 总第 ４ ３ ０期 ）
４ ７
业 已确 定 ， 和 １ ０ ６ ４ ｎ ｍ 的单 脉 冲 工 作 状 态一 样 ， ｌ ４ ４ ４ ｎ ｍ 的 振 荡 效 率 会 受 到 在 聚 光
器横 向形 成 的 激 活 介 质 内 模 振 荡 和 ＾一 １ ０ ６ ４ ｎ ｍ 发光强 的多程放大 限制 。 所 述 现象用 图 ２ 不同激活元件 的透射率 （ 增益） 与 抽 运 能 量 的
光器 产 业 应 用 方 面 的研 究 非常 重 要 。例 如 ， ３ Ｍ 公司利 用 表面 晶化提 高粘 着性 、 杜 邦 公 司
折射 和双 聚 束 ， 可 采用 ９ ０ 。 石英 旋光 镜 ， 进 而
为 了补偿热 透 镜 ， 两 条 杆 之 间 可 采 用 凹 透 镜 系 统 。因 此 ， 如果 构 成 连 续 波 １ ｋ Ｗ 上 的 二
极 管抽运 固体激光 器 ， 就 必须控制 热效应 。 另
外， 采 用 图 ２所 示 的 空 心 透 镜 导 管 进 行 激 光
二 极 管 抽 运 方 式 已被 美 国 劳 伦斯 ・ 里 弗 莫 尔 国家 实 验 室 研 制 的 激 光 核 聚 变 反 应 堆 驱 动 器
的纤 维 表 面 处 理 ， 施 乐 公 司 的 导 电性 处 理 等
０ ． ５ Ｈｚ ） 的现 状 。
出连 续波输 出 比采 用空 心 透镜 导管 的 ＹＡ Ｇ
二极 管抽运 固体激 光 器还 大 、 可 达 到 世 界 最
大 １ ． Ｏ ８ ｋ Ｗ 的 配 置 。为 防 止 寄 生 振 荡 ， 采 用 了 做 成 锥 形 的 Ｙｂ： ＹＡＧ 杆 为 防 止 端 面 破