近代物理实验讲义 实验22半导体泵浦固体激光综合实验 半导体泵浦固体激光器(Diode-Pumped solid--state Laser,DPL),是以激光二极管(LD)代替闪 光灯泵浦固体激光介质的固体激光器，具有效率高、体积小、寿命长等一系列优点，在光通信 激光雷达、激光医学、激光加工等方面有巨大应用前景，是未来固体激光器的发展方向。本实验 的目的是熟悉半导体泵浦固体激光器的基本原理和调试技术，以及其调Q和倍频的原理和技术。 【实验目的】 1,掌握半导体泵浦固体激光器的工作原理和调试方法： 2.掌握固体激光器被动调Q的工作原理，进行调Q脉冲的测量： 3.了解固体激光器倍频的基本原理。 【实验原理】 上世纪80年代起，生长半导体激光器LD)技术得到了蓬勃发展，使得LD的功率和效率有了 极大的提高，也极大地促进了DPSL技术的发展。与闪光灯泵浦的固体激光器相比，DPSL的效 率大大提高，体积大大减小。在使用中，由于泵浦源LD的光束发散角较大，为使其聚焦在增益 介质上，必须对泵浦光束进行光束变换（耦合）。泵浦耦合方式主要有端面泵浦和侧面泵浦两种， 其中端面泵浦方式适用于中小功率固体激光器，具有体积小、结构简单、空间模式匹配好等优点。 侧面泵浦方式主要应用于大功率激光器。 d:YA 50 图22】Nd:YAG品体中Nd*吸收光谱图 激光品体是影响DPL激光器性能的重要器件。为了获得高效率的激光输出，在一定运转方 式下选择合适的激光晶体是非常重要的。目前己经有上百种晶体作为增益介质实现了连续波和脉 冲激光运转，以钕高子(Nd)作为激活粒子的钕激光器是使用最广泛的激光器。其中，以Nd叫 离子部分取代YAl,O2晶体中Y离子的掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG),由于具有量子效率高、受 激辐射截面大、光学质量好、热导率高、容易生长等的优点，成为目前应用最广泛的LD泵浦的 理想激光晶体之一。NYAG晶体的吸收光谱如图22.1所示。 从Nd:YAG的吸收光谱图我们可以看出，Nd:YAG在807.5nm处有一强吸收峰。我们如果选 近代物理实验讲义 134 实验 22 半导体泵浦固体激光综合实验 半导体泵浦固体激光器(Diode-Pumped solid-state Laser，DPL)，是以激光二极管(LD)代替闪 光灯泵浦固体激光介质的固体激光器，具有效率高、体积小、寿命长等一系列优点，在光通信、 激光雷达、激光医学、激光加工等方面有巨大应用前景，是未来固体激光器的发展方向。本实验 的目的是熟悉半导体泵浦固体激光器的基本原理和调试技术，以及其调 Q 和倍频的原理和技术。 【实验目的】 1． 掌握半导体泵浦固体激光器的工作原理和调试方法； 2． 掌握固体激光器被动调 Q 的工作原理，进行调 Q 脉冲的测量； 3． 了解固体激光器倍频的基本原理。 【实验原理】 上世纪 80 年代起，生长半导体激光器(LD)技术得到了蓬勃发展，使得 LD 的功率和效率有了 极大的提高，也极大地促进了 DPSL 技术的发展。与闪光灯泵浦的固体激光器相比，DPSL 的效 率大大提高，体积大大减小。在使用中，由于泵浦源 LD 的光束发散角较大，为使其聚焦在增益 介质上，必须对泵浦光束进行光束变换（耦合）。泵浦耦合方式主要有端面泵浦和侧面泵浦两种， 其中端面泵浦方式适用于中小功率固体激光器，具有体积小、结构简单、空间模式匹配好等优点。 侧面泵浦方式主要应用于大功率激光器。 图 22.1 Nd:YAG 晶体中 Nd3+吸收光谱图 激光晶体是影响 DPL 激光器性能的重要器件。为了获得高效率的激光输出，在一定运转方 式下选择合适的激光晶体是非常重要的。目前已经有上百种晶体作为增益介质实现了连续波和脉 冲激光运转，以钕离子（Nd3+）作为激活粒子的钕激光器是使用最广泛的激光器。其中，以 Nd3+ 离子部分取代 Y3Al5O12 晶体中 Y 3+离子的掺钕钇铝石榴石（Nd:YAG），由于具有量子效率高、受 激辐射截面大、光学质量好、热导率高、容易生长等的优点，成为目前应用最广泛的 LD 泵浦的 理想激光晶体之一。Nd:YAG 晶体的吸收光谱如图 22.1 所示。 从 Nd:YAG 的吸收光谱图我们可以看出，Nd:YAG 在 807.5nm 处有一强吸收峰。我们如果选