提出了一种基于马赫-泽德干涉仪的检测法.理论分析表明,该法检测到的物光与参考光的干涉条纹即为晶体径向平面上的等温线.通过热分析软件对均匀和非均匀致冷晶体温度场的模拟表明,当检测到的干涉条纹为以晶体径向平面中心为圆心的圆环时,晶体周边接触良好,致冷均匀;当检测到的干涉条纹向某一方向扭曲时,该方向上致冷块与晶体边界接触不好.对装在铜致冷座里的3 mm×3 mm×5 mm,a切割,0.5% Nd3+掺杂的Nd∶YVO4晶体进行了检测,根据检测到的干涉条纹扭曲方向重新安装了致冷座,获得了以端面中心为圆心的干涉环.实验结果与理论分析相符,证明马赫-泽德干涉法可以检测晶体侧面致冷均匀性.

利用法布里-珀罗(F-P)标准具选频实现了单纵模593.5 nm激光和频输出.采用单块Nd:YVO4晶体,通过对谐振腔输出镜膜系的设计与优化,在两镜线性腔中实现了稳定的1 064 nm与1 342 nm双波长振荡.放入Ⅰ类位相匹配和频晶体LBO进行腔内和频时,抽运功率为2 W可获得52 mW的593.5 nm橙黄色激光输出,但输出光束噪声较大,其RMS噪声为6.8%.在腔内加入400μm厚熔融石英标准具进行选频,实现了单纵模593.5 nm激光输出,单纵模线宽为600 MHz,输出功率为34 mW,RMS噪声降为0.3%,实现了低噪声输出.实验结果表明,在和频过程中,利用一块标准具对两个波长同时进行选频是获得单纵模和频光的有效方法.

针对基模能量高斯分布造成的激光标线器线斑能量分布不均匀的问题,提出了一种非球面柱透镜的解决方法.该方法不同于传统的旋转对称整形系统的设计,属于非对称整形系统的设计范畴.根据光束传输的能量分配守恒法则和折射定律建立方程组,通过数学软件数值求解方程组,解得非球面矢高表达式.光学软件模拟表明,所设计的非球面柱透镜能使线斑能量均匀分布,工作距离范围宽,不仅适用于准直入射高斯光束,而且适用于会聚入射高斯光束.

利用一种新型的中间镜式半导体可饱和吸收镜,成功实现了二极管泵浦Nd:YVO4激光器调Q运转,获得的最短脉冲宽度为8.3 ns,最大平均输出功率为135 mW,重复频率在400 KHz到2 MHz之间.利用这种吸收体被动调Q得到的重复频率大大高于所知的大多数吸收体所进行的被动调Q的重复频率.

报道了一种利用复合腔进行腔内和频的589nm激光器。激光器由两个子谐振腔组成。在两个子谐振腔中,分别利用两个激光二极管(LD)抽运Nd:YAG 晶体和Nd:YVO4晶体,并分别选择1319 nm波长(对应Nd:YAG晶体的4F3/2→4I13/2跃迁)与1064 nm波长(对应Nd:YVO4晶体的4F3/2→4I11/2跃迁)振荡进行和频。通过谐振腔的优化设计,实现了腔内两个波长较好的模式与增益匹配。在两个子腔的交叠部分,利用BiB3O6(BIBO)晶体Ⅰ类临界相位匹配进行腔内和频,得到和频激光输出。当Nd:YAG与Nd:YVO4晶体上抽运功率分别为750 mW和600 mW时,获得了24 mW,589 nm黄橙激光输出。该输出激光光束质量好、噪声低。

介绍了一种LD泵浦腔内倍频全固体Nd:YVO4-KTP多纵模、低噪音、高功率稳定绿激光器.在Nd:YVO4-KTP绿激光器组成的谐振腔内放置厚度约相等的石英晶体λ/2波片(HWP)和λ/4波片(QWP),使两波片快轴夹角互呈90°,HWP、QWP与KTP构成复合波片,其作用相当于QWP,此复合波法与各相异性Nd:YVO4共同作用有效抑制了腔内偏振模耦合,获得多纵模低噪音绿光输出.此复合波片相互作用由于抵消了石英晶体波片温度敏感引起的相位延迟量漂移, 所以此激光器在不同功率、不同工作温度下,均能稳定可靠地运转于低噪音状态.实验结果为,绿光输出纵模数为3个,噪音小于0.5%(rms%),12 h功率稳定性优小于1%.

基模激光光源的光强高斯分布,使得激光标线器的线斑光强分布不均匀。提出了一种用TEM20,TEM40类的高阶模光源代替基模光源的方法。这类高阶模的一个正交方向上的光强分布为几个高斯轮廓的叠加,相对于基模光强的单个高斯分布提高了均匀性。当相邻两高斯分布间间距越小时,高阶模光强分布越均匀。实验通过使激光二极管(LD)相对于腔模轴线横向偏离得到高阶模。通过对横向偏距的精确控制,来控制相邻高斯分布的间距。在激光标线器1 m工作距离处,分别在基模和高阶模作为光源的情况下测得线斑光强数据。数据表明,高阶模光强分布的多瓣叠加特性能提高线斑的光强分布均匀性。

从双波长激光运转及和频的机理出发，对LD泵浦Nd∶YAG，LBO腔内和频500．8nm青光激光器所使用的光学薄膜进行了设计和制备．在激光反射镜的设计上，为了达到最佳的和频输出，对膜系要求进行了深入分析．采用对谐振腔一端面反射率固定不变并通过对另一腔镜基频光的透射率进行调谐的方法，在给出合理初始结构后，利用计算机对膜厚进行了优化．并采用双离子束溅射沉积的方法，通过时间监控膜厚法成功制备出青光激光器所使用的全介质激光反射膜，在室温下实现946nm和1064nm双波长连续运转，并通过Ⅰ类临界相位匹配LBO晶体腔内和频在国内首次实现500．8nm青色激光连续输出．当泵浦注入功率为1．4W时和频青光最大输出达20mW．

给出了一种基于高斯光束的平凹激光腔对准方法。在高斯准直光束后加一透镜系统,恰当地调整准直高斯光束到某一种汇聚发散的状态。在这种状态下,可使由平凹腔凹面镜和平面镜反射回来的光斑直径大小相仿,解决了不加透镜系统时,两反射回来光斑直径相差很大,难于对准的问题,提高两光斑的对准精度。实验使用束腰为0.6 mm的氦氖光,其后加一优化好的透镜系统,在889 mm的距离下,对凹面镜曲率半径为50 mm的平凹腔进行对准。得到由凹面镜和平面镜反射回来的光斑直径分别为4.8 mm和5.1 mm,平凹腔的角度对准精度达到了3.18′。对准好的腔体在点亮LD后,均能出基模光斑。实验结果与理论分析相符,证明了该对准方法结构简单,执行方便。

用激光二极管(LD)抽运Nd:YVO4晶体,采用四镜环形腔结构,腔内放置由法拉第旋光器,λ/2波片及布氏片组成的光学单向器,利用KTP内腔倍频技术,实现了高输出单频Nd:YVO4绿光激光器及稳定的单频激光输出.在9 W的泵浦功率下,最大单频绿光输出为1.1 W,光-光转化效率为12.2%.在腔内插入Cr4+:YAG晶体,又获得了脉宽为100ns,重复频率为21 kHz的单纵模被动调Q激光输出.