对撞脉冲锁模Nd:YAG激光器的若干运转特性

对撞脉冲锁模技术是一种用于激光器中实现锁模的技术，该技术通过利用腔内两个强度相等、相向传播的光脉冲在可饱和吸收体中对撞，产生瞬态光栅，从而实现锁模。这种技术最早于1981年由Fork等人在环形染料激光器中实现，他们首次获得了脉宽小于0.1的光脉冲输出。随后，Siegman等人指出，这种技术也可以在带非谐振环激光腔中实现。此后，一些研究者分别在这类腔中实现了Nd:YAG激光器、硅酸盐钦玻璃激光器和连接染料激光器的对撞脉冲锁模。 本文主要研究了对撞脉冲锁模Nd:YAG激光器的若干运转特性。研究发现，该激光器通常能输出脉宽为11～12ps的锁模激光脉冲，最短输出光脉冲的宽度为8ps。研究内容包括在可饱和吸收体的不同位置、厚度和浓度下，以及在不同的泵浦能量下，对对撞脉冲锁模Nd:YAG激光器的输出脉冲宽度、峰值功率、光谱宽度和振荡双阈值的实验研究。 在实验中，研究者使用了带非谐振环激光腔实现了Nd:YAG激光器的对撞脉冲锁模。激光腔结构等效于半共焦腔，腔长约1.3m。可饱和吸收体为五甲川染料的去二氯乙炕溶液，松弛时间为11ns。为了防止双光子荧光装置中的光学反馈影响振荡器的运转性能，研究者在双光子荧光装置与输出镜之间插入了由1/4波片和偏光棱镜构成的光隔离器。利用快速响应的光电二级管和示波器观测锁模脉冲串，用卡计测量脉冲串的总能量。输出光经倍频后，用1米光栅光谱仪测量谱线宽度。 实验结果表明，在固定泵浦功率、可饱和吸收体的小信号透过率的条件下，通过改变染料盒的位置，可以测量出嵌模脉冲串的平均脉宽、输出能量以及倍频光谱线宽度随偏移量的变化情况。研究还发现，当环内有可饱和吸收体时，强度不相等的两个脉冲产生的瞬态光栅效应减弱，不利于单横模运转。 对撞脉冲锁模Nd:YAG激光器的运转特性研究对于理解对撞脉冲锁模技术在Nd:YAG激光器中的应用具有重要意义。这种研究不仅可以帮助我们更好地理解和掌握对撞脉冲锁模技术，也可以为实际应用提供理论和实验依据。