四镜折叠腔激光器腔内倍频束腰研究-太原理工大学.PDF

第 24 卷 第 2期 深圳大学学报理工版 Vo l24 No2 2007年 4 月 JOURNAL OF SH EN ZH EN UN IV ER SITY SC IENCE AND EN GIN EER IN G Ap r 2007 文章编号 : 100026 18 (2007) 02 0 154 05 四镜折叠腔激光器腔内倍频束腰研究 1, 2 1 1 2 秦 　琬 , 杜晨林 , 阮双琛 , 王云才 ( 1. 深圳大学电子科学与技术学院 , 深圳 518060; 2. 太原理工大学物理系 , 太原 030024) 摘 　要 : 基于传输矩阵理论 , 针对半导体激光端面抽运的四镜折叠腔腔内倍频固体激光器 , 数值分析 了谐振腔中倍频分臂的束腰尺寸和位置与腔参量的关系. 分析表明 , 选择较小曲率半径的后端镜以及适当 缩短谐振腔倍频分臂的长度 , 均可以减小倍频分臂中激光的束腰半径 , 同时也会使束腰位置更靠近后端镜 ; 其他分臂的长度变化对束腰尺寸影响不大 , 但可改变束腰的位置. 较小的束腰半径有利于获得较高的二次 谐波转换效率 , 但若束腰距离后端镜过近 , 在高功率运转情况下 , 容易损伤后端镜表面薄膜. 关键词 : 固体激光器 ; 四镜折叠腔 ; 腔内倍频 ; 端面抽运 ; 束腰 中图分类号 : TN 242; TN 2481　　　　文献标识码 : A 　　腔内倍频是 目前激光二极管 (LD ) 抽运固体 曲率半径为 R 1 , 折叠镜 M 2 、M 3 的曲率半径分别为 激光器产生二次谐波输出的最常用方法 [ 14 ] . 二次 R2 、R 3 , 后端镜 M 4 的曲率半径为 R4 , 在端面抽运下 谐波的转换效率主要与倍频晶体的有效非线性系 的激光晶体可近似看作焦距为 f 的热透镜. 假设热 数 、倍频晶体长度 、相位匹配情况以及通过倍频晶 透镜中心在激光晶体的中心 , M 1 与 f 间的距离为 L 1 , 体的基频光功率密度等有关 , 前三者可以在谐振腔 f 与M 2 间的距离为 L2 , M 2 与M 3 间的距离为 L 3 , M 3 与 设计之前 , 通过合理选择倍频晶体的种类和长度 , θ M 4 间的距离为 L4 , 为折叠镜 M 3 处的折叠半角. 若 采用合适的相位匹配方式以及准确的相位匹配角度 不考虑像散 因素 , 根据 ABCD 传输矩阵理论 , 以 切割来实现优化 , 后者则需要在谐振腔的设计中使 M 1 为参考面 , 则腔内单向传输矩阵为 基频光在倍频晶体处具有一个较细的束腰 , 从而获 1 0 a　b 1　L4 1　L 3 1　0 得较高的光功率密度