半导体泵浦圆体激光综合实验 常用的倍频品体有KTP、KDP、LBO、BBO和LN等。其中，KTP品体在1O64nm光附近有 高的有效非线性系数，导热性良好，非常适合用于YAG激光的倍频。 倍频技术通常有腔内倍频和腔外倍频两种。腔内倍频是指将倍频晶体放置在激光谐振腔之内， 由于腔内具有较高的功率密度，因此较适合于连续运转的周体激光器。腔外倍频方式指将倍频晶 体放置在激光谐振腔之外的倍频技术，较适合于脉冲运转的固体激光器。 角度相位匹配 将基频光以特定的角度和偏振态入射到倍频晶体，利用倍频晶体本身所其有的双折射效应抵 消色散效应，达到相位匹配的要求。角度匹配是高效率产生倍频光的最常用、最主要的方法。 KTP晶体属于负双轴品体，对它的相位匹配及有效非线性系数的计算，已有大量的理论研究， 通过KTP的色散方程，人们计算出其最佳相位匹配角为90°，对应的有效非线性系数 deff7.36×10-12V/m. 掺钕钒酸纪(Nd:YVO4.)品体是一种性能优良的激光品体，适于制造激光二极管泵浦特别是 中低功率的激光器。与Nd:YAG相比Nd:YVO对泵浦光有较高的吸收系数和更大的受激发射截 面。激光二极管泵浦的Nd:YVO,品体与LBO,BBO,KTP等高非线性系数的品体配合使用，能够 达到较好的倍频转换效率，可以制成输出近红外、绿色、蓝色到紫外线等类型的全固态激光器。 与Nd:YAG相比，Nd:YVO,最大的优势在于更宽的吸收带宽范围内，具有比Nd:YAG高5 倍的吸收效率，而且在808m左右达到峰值吸收波长，完全能够达到当前高功率激光二极管的标 准。这使得我们可以利用更小的品体来制造体积越来越小的激光器。同时还意味着激光二极管可 以用较小的功率输出特定的能量，从而延长了其使用寿命。Nd:YVO4的吸收带宽可达Nd:YAG的 2.4-6.3倍，这一特性同样具有巨大的开发价值。除了较高的泵浦效率外，在二极管的规格上提供 了更大的选择空间，这将为激光器生产商节省更多的制造成本。 Nd:YVO4在1064nm和1342nm处具有较大的受激发射截面.在Nd:YVO,的a轴方向1064nm 波的受激发射截面约为Nd:YAG的4倍，而1342nm的受激发射截面可达Nd:YAG在1.3um处的 I8倍，故Nd:YVO,I342nm激光的连续输出效率要大大超过Nd:YAG,这使得Nd:YVO,激光的 两个波长都可以更容易保持一个较强的单线激发。 Nd:YVO,的另一重要特点是它属单轴晶系，仅发射线性偏振光，因此可以避免在倍频转换时 产生双折射干扰，而Nd:YAG是高匀称性的正方品体，无此特性。虽然Nd.YVO4的荧光寿命比 Nd:YAG短2.7倍左右，但是因为Nd:YVO4具有较高的泵浦量子效率，所以在设计理想的光腔中 仍然可获得相当高的斜率效率。 【实验装置】 本实验采用北京杏林睿光科技有限公司生产的RLE-C4O1型半导体泵浦固体激光综合实验装 置，主要仪器包括泵浦源、耦合透镜、激光品体(Nd:YAG和Nd:YVO,、倍频晶体(KTP)、调 Q晶体(CYAG)输出镜(3片，透过率分别为1%，3%，8%)、准直激光器（可见红光，650nm)、 功率计、红外显示卡等。半导体泵浦固体激光综合实验 137 常用的倍频晶体有 KTP、KDP、LBO、BBO 和 LN 等。其中，KTP 晶体在 1064nm 光附近有 高的有效非线性系数，导热性良好，非常适合用于 YAG 激光的倍频。 倍频技术通常有腔内倍频和腔外倍频两种。腔内倍频是指将倍频晶体放置在激光谐振腔之内， 由于腔内具有较高的功率密度，因此较适合于连续运转的固体激光器。腔外倍频方式指将倍频晶 体放置在激光谐振腔之外的倍频技术，较适合于脉冲运转的固体激光器。 角度相位匹配 将基频光以特定的角度和偏振态入射到倍频晶体,利用倍频晶体本身所具有的双折射效应抵 消色散效应，达到相位匹配的要求。角度匹配是高效率产生倍频光的最常用、最主要的方法。 KTP 晶体属于负双轴晶体，对它的相位匹配及有效非线性系数的计算，已有大量的理论研究， 通过 KTP 的色散方程，人们计算出其最佳相位匹配角为 90°，对应的有效非线性系数 deff=7.36×10-12V/m。 掺钕钒酸钇（Nd:YVO4）晶体是一种性能优良的激光晶体，适于制造激光二极管泵浦特别是 中低功率的激光器。与 Nd:YAG 相比 Nd:YVO4 对泵浦光有较高的吸收系数和更大的受激发射截 面。激光二极管泵浦的 Nd:YVO4 晶体与 LBO,BBO,KTP 等高非线性系数的晶体配合使用，能够 达到较好的倍频转换效率，可以制成输出近红外、绿色、蓝色到紫外线等类型的全固态激光器。 与 Nd:YAG 相比，Nd:YVO4 最大的优势在于更宽的吸收带宽范围内，具有比 Nd:YAG 高 5 倍的吸收效率，而且在 808nm 左右达到峰值吸收波长，完全能够达到当前高功率激光二极管的标 准。这使得我们可以利用更小的晶体来制造体积越来越小的激光器。同时还意味着激光二极管可 以用较小的功率输出特定的能量，从而延长了其使用寿命。Nd:YVO4的吸收带宽可达 Nd:YAG 的 2.4-6.3 倍，这一特性同样具有巨大的开发价值。除了较高的泵浦效率外，在二极管的规格上提供 了更大的选择空间，这将为激光器生产商节省更多的制造成本。 Nd:YVO4在 1064nm 和 1342nm 处具有较大的受激发射截面。在 Nd:YVO4的 a 轴方向 1064nm 波的受激发射截面约为 Nd:YAG 的 4 倍，而 1342nm 的受激发射截面可达 Nd:YAG 在 1.3um 处的 18 倍，故 Nd:YVO4 1342nm 激光的连续输出效率要大大超过 Nd:YAG，这使得 Nd:YVO4激光的 两个波长都可以更容易保持一个较强的单线激发。 Nd:YVO4的另一重要特点是它属单轴晶系，仅发射线性偏振光，因此可以避免在倍频转换时 产生双折射干扰，而 Nd:YAG 是高匀称性的正方晶体，无此特性。虽然 Nd:YVO4 的荧光寿命比 Nd:YAG 短 2.7 倍左右，但是因为 Nd:YVO4 具有较高的泵浦量子效率，所以在设计理想的光腔中 仍然可获得相当高的斜率效率。 【实验装置】 本实验采用北京杏林睿光科技有限公司生产的 RLE-CA01 型半导体泵浦固体激光综合实验装 置，主要仪器包括泵浦源、耦合透镜、激光晶体（Nd:YAG 和 Nd:YVO4）、倍频晶体（KTP）、调 Q 晶体（Cr4+:YAG）、输出镜（3 片，透过率分别为 1%，3%，8%）、准直激光器（可见红光，650nm）、 功率计、红外显示卡等