本文研究了基于Nd:YVO4-YVO4激发的拉曼转换产生的1525 nm波段的人眼安全激光。该激光器在入射泵浦功率为30.6W的情况下,实现了最大平均输出功率为5.2W,脉冲重复频率为140kHz,对应的光学效率为17.0%。激光器采用的是波长锁定激光二极管阵列泵浦,波长为878.6nm。通过减轻热负载和提高泵浦吸收效率,达到了较高的激光输出功率。
首先需要指出的是,该激光器产生的波长在人眼安全范围之内。所谓人眼安全激光,指的是那些波长处于人眼敏感区域之外的激光,通常指1400nm以上的中红外波段。在这些波段,人眼的吸收较小,激光对人眼的潜在伤害较低,因此在很多应用场景中,如激光通信、激光测距、激光医疗等,使用人眼安全激光具有重要意义。
Nd:YVO4(掺杂钕的钒酸钇晶体)是一种被广泛使用的激光增益介质,它具有较高的激光泵浦效率和较短的荧光寿命,使得它在泵浦时能有效地转换能量,生成激光。而YVO4(钒酸钇晶体)常被用作拉曼介质,通过拉曼效应将激光频率转换到所需的波长。在本研究中,Nd:YVO4和YVO4的组合使用,结合了激光增益和频率转换的双重作用。
研究中提到的“in-band pumped by a wavelength-locked laser diode array at 878.6 nm”指的是使用特定波长(878.6nm)锁定的激光二极管阵列进行原浦。这种泵浦方式能够确保泵浦激光与增益介质的吸收峰对齐,从而提高泵浦效率和激光输出功率。
激光器的“pulse repetition frequency of 140 kHz”指的是脉冲重复频率,这与激光脉冲产生的速率有关。高重复频率可以用于需要快速连续脉冲的应用,例如高速激光扫描、激光测距等。
“optical efficiency of 17.0%”是衡量激光器性能的一个重要参数,它指的是激光器输出功率与泵浦功率之比,以百分比表示。高光效表明激光器在泵浦能量转换为激光能量的过程中损失较小,能量转换效率较高。
文章中还提到了几个相关研究的参考文献,这些文献涉及到连续波、泵浦增强的光学参量振荡器(基于周期性极化RbTiOAsO4晶体)、基于Ba(NO3)2晶体的高重复频率人眼安全级联拉曼激光器、在SrWO4:Nd3+晶体中实现自频率转换的拉曼激光器、设计和操作固态拉曼激光器的综述、基于BaWO4晶体的眼安全拉曼激光器以及晶态拉曼激光器的研究。这些参考文献共同构建了当前拉曼激光器研究的知识框架,并为本研究提供了理论和技术上的背景支持。
总体而言,这项研究展现了在特定波长的高效泵浦下,通过拉曼转换获得高功率、高重复频率人眼安全激光的可能性。这种激光器的设计和优化不仅扩展了激光应用的范围,同时也为未来研究提供了新的方向。