第４５卷第３期 Ｖｏ１．４５ ＮＯ．３ 红外与激光工程 Ｉｎｆｒａｒｅｄ ａｎｄ Ｌａｓｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ２０１６年３月 Ｍａｒ．２０１６ Ｎｄ：ＹＶＯ４自锁模皮秒激光器 袁瑞霞１，２，彭继迎１，２，李祚涵１，２，郑 义１，２，务益杰１，２ （１．北京交通大学理学院激光研究所，北京１０００４４； ２．教育部发光与光信息技术重点实验室，北京１０００４４） 摘 要：设计并研究了Ｎｄ：ＹＶＯ 自锁模皮秒激光器，探究了激光器的最佳锁模条件。观察并分析了 自锁模皮秒激光器准周期锁模、倍周期锁模状态，研究并测量了结构紧凑的直腔自锁模激光器的输出 特性。谐振腔为凹平直腔，Ｎｄ：ＹｖＯ 晶体作为激光增益介质和克尔介质，在未加其他锁模元件的情况 下，实现了ｌ ０６４ｎｍ高效率连续锁模脉冲激光输出。晶体距输入镜１６ｍｍ、腔长为９０ｒａｍ时，对ｌ ０６４ａｍ 透过率分别为１０％、２０％、３０％和５０％的四种输出镜下激光器的输出特性进行了对比分析。对激光器 进行优化设计，输出镜透过率为１０％，泵浦功率为８ ｗ时，激光器输出功率为２．７６ ｗ，斜效率高达 ４３．２％，锁模脉冲重复频率为１．４３ＧＨｚ，激光器实现了高效、稳定的连续锁模。 关键词：自锁模； 克尔效应； 连续锁模； 皮秒 中图分类号：ＴＮ２４８．１ 文献标志码：Ａ ＤｏＩ：１０．３７８８／ＩＲＬＡ２０１６４５．０３０５００１ Ｎｄ：ＹＶＯ４ ｓｅｌｆ—ｍｏｄｅ－ｌｏｃｋｅｄ ｐｉｃｏｓｅｃｏｎｄ ｌａｓｅｒ Ｙｕａｎ Ｒｕｉｘｉａ ，Ｐｅｎｇ Ｊｉｙｉｎｇ ，Ｌｉ Ｚｕｏｈａｎ 。。，Ｚｈｅｎｇ Ｙｉ 一，Ｗｕ Ｙｉｊｉｅ ， （１．Ｉｎｓｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｌａｓｅｒ，Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００４４，Ｃｈｉｎａ；２．Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ ａｎｄ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００４４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ Ｎｄ：ＹＶＯ４ ｓｅｌｆ·ｍｏｄｅ—ｌｏｃｋｅｄ ｐｉｃｏｓｅｃｏｎｄ ｌａｓｅｒ ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ａｎｄ ｓｔｕｄｉｅｄ，ａｎｄ ａｌｓｏ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｄｅ—ｌｏｃｋｅｄ ｌａｓｅｒｓ ｗｅｒｅ ｅｘｐｌｏｒｅｄ．Ｔｈｅ ｐｅｒｉｏｄ—ｄｏｕｂｌｉｎｇ ｓｅｌｆ－ｍｏｄｅ—ｌｏｃｋｅｄ ｐｕｌｓｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｑｕａｓｉ—ｐｅｒｉｏｄｉｃ ｓｅｌｆ－ｍｏｄｅ－ｌｏｃｋｅｄ ｐｕｌｓｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐｉｃｏｓｅｃｏｎｄ ｌａｓｅｒ ｗｅｒｅ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｌｆ－－ｍｏｄｅ－－ｌｏｃｋｅｄ ｌａｓｅｒ ｗｉｔｈ ｓｔｒａｉｇｈｔ ｃａｖｉｔｙ ｉｎ ｃｏｍｐａｃｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ａｎｄ ｍｅａｓｕｒｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｏｎａｎｔ ｃａｖｉｔｙ ｗａｓ ｃｏｎｃａｖｅ ｆｌａｔ ｃｈａｍｂｅｒ，ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｎｏ ｏｔｈｅｒ ｃｌａｍｐｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ，ｔｈｅ Ｎｄ：ＹＶＯ４ ｃｒｙｓｔａｌ ａｓ ａ ｌａｓｅｒ ｇａｉｎ ｍｅｄｉｕｍ ａｎｄ Ｋｅｒｒ ｍｅｄｉｕｍ，ａｎｄ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｅｆｉｆｃｉｅｎｃｙ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｍｏｄｅ－ｌｏｃｋｅｄ ｌ ０６４ ｎｍ ｌａｓｅｒ ｐｕｌｓｅｓ ｗｅｒｅ ｏｕｔｐｕｔｔｅｄ．Ｔｈｅ Ｎｄ：ＹＶ０４ ｌａｓｅｒ ｃｒｙｓｔａｌ ｉｓ １６ Ｉｎｌｎ ｆｒｏｍ ｈｔｅ ｉｎｐｕｔ ｍｉｒｒｏｒ，ａｎｄ ｔｈｅ ｃａｖｉｔｙ ｌｅｎｇｔｈ ｉｓ ９０ Ｉｎｌｎ．Ｔｈｅ ｆｏｕｒ ｋｉｎｄｓ ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ ｉｎ ｌ ０６４ ｎｍ ｏｆ ｏｕｔｐｕｔ ｉｍｒｒｏｒ ａｒｅ １０％，２０％，３０％ａｎｄ ５０％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｍｅａｎｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｉｔｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｌａｓｅｒ ｗｅｒｅ ｎａａｌｙｚｅｄ ｉｎ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｗｉｈｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｏｕｔｐｕｔ ｍｉｒｒｏｒｓ．Ｂｙ ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ，ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ ｉｎ １ ０６４ｎｌｎ ｏｆ ｏｕｔｐｕｔ ｍｉ丌０ｒ ｉｓ １０％，ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｐｏｗｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｌａｓｅｒ ｉｓ ２．７６Ｗ ａｔ ８Ｗ ｉｎｃｉｄｅｎｔ ｐｕｍｐ ｐｏｗｅｒ， ｎａｄ ｔｈｅ ｓｌｏｐｅ ｅｆｉｆｃｉｅｎｃｙ ｉｓ ｕｐ ｔｏ ４３．２％，ｔｈｅ ｒｅｐｅｔｉｉｔｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｍｏｄｅ—ｌｏｃｋｅｄ ｌａｓｅｒ ｉｓ １．４３ ＧＨｚ，ｔｈｅ ｌａｓｅｒ ａｃｈｉｅｖｅｓ ａ ｈｉｇｈ ｐｏｗｅｒｅｄ ａｎｄ ｓｔａｂｌｅ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｍｏｄｅ—ｌｏｃｋｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｅｌｆ－－ｍｏｄｅ—－ｌｏｃｋ； Ｋｅｒｒ·－ｅｆｆｅｃｔ； ＣＷ·－ｍｏｄｅ·－ｌｏｃｋ；ｐｉｃｏｓｅｃｏｎｄ 收稿日期：２０１５—０７—１１： 修订日期：２０１５—０８一ｌ５ 基金项目：国家自然科学基金（６１１０８０２１）；高校基本科研基金（２０１３ＪＢＭ０９１） 作者简介：袁瑞霞（１９９１一），女，硕士生，主要从事全固态皮秒自锁模激光器方面的研究工作。Ｅｍａｉｌ：１３１２１６２１＠ｂｊｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ 导师简介：彭继迎（１９８０一），男，副教授，博士，主要从事全固态皮秒锁模激光器方面的研究工作。Ｅｍａｉｌ：ｐｅｎｇｊｉｙｉｎｇ＠１６３．ｃｏｍ 红外与激光工程 第３期 ＷＷＷ．ｉｒｌａ．ｃａ 第４５卷 ０引言 化设计，在８Ｗ泵浦下实现了２．７６Ｗ的高效、稳定 连续锁模输出，斜效率高达４３．２％。锁模脉冲重复频 率为１．４３ＧＨｚ。 高质量、高稳定性的皮秒锁模激光器可用于受 控核聚变、高精度激光卫星测距、医疗诊断、激光雷 达与大气探测、激光精细微加工、激光内雕等领域， 具有巨大的经济效益。自锁模激光器不需要外加的 锁模元件．利用增益介质本身的克尔效应引发光束 自聚焦．自聚焦效应与腔内硬光阑或软光阑结合，形 成类饱和吸收体，对脉冲的前后沿起压缩作用，实现 １实验装置与设计 １．１理论分析 只考虑脉冲光束在时间上的分布．能够实现自 锁模的激光介质的折射率满足ｎ＝，ｚ。＋ｎＪ（ｔ），其中ｎ。 为与光强无关的折射率， 为非线性折射系数，Ｉ（ｔ） 为脉冲光强，由于光强是高斯分布，当晶体中的光强 锁模。自锁模激光器相较于电光、声光主动锁模或 ＳＥＳＡＭ被动锁模激光器而言，不需要外加的锁模元 件，可实现小型化，并且成本更为低廉。近几年自锁 模皮秒激光器的相关研究竞相展开［１－４］。Ｎｄ：ＹＶ０ 晶 体作为良好的激光晶体。具有较宽的吸收带宽和较 大的受激发射截面（２５￣１０ ｃｍ２＠ｌ ０６４啪）嘲，特别 适用于激光二极管（ＬＤ）端面泵浦的全固态激光器， 高至某一数值时，三阶非线性克尔效应将引发晶体内 部的自相位调制。光脉冲经过厚度为ＪＬ的克尔介质 后，将产生一个附加位相△ ： △ （ｆ）：２￣２＿ＬＩ（ｔ） 式中：Ｌ为厚度；Ａ为光脉冲波长。 附加位相将产生随时１９变化的频率 ＝ 因此。频移为： （１） 并且其具有较大的三阶非线性系数。ｌ ０６４ｎｍ波长 ， 发射时，Ｎｄ：ＹＶＯ４晶体增益带宽Ａｖｇ为０．９６ｎｍ［ １， 在无需群速度色散补偿（ＧＶＤ）的情况下，可以实现 皮秒量级的自锁模。２００８年Ｙ．Ｆ．Ｃｈｅｎ小组用激光二 极管泵浦Ｎｄ：ＹＶ０４激光晶体，实现了自锁模皮秒脉 冲输出，最大泵浦功率为２．５ｗ，输出为０，８Ｗ，效率 为３２％…。但未见其在高功率泵浦下自锁模运转情 况的报道 ∽＝ ｄ ｔ＝一Ｔ２＂ｒｒｎ２Ｌ （２） 频移△∞是时间ｔ的函数．表明在脉冲的不同时 间部位将对应着不同的频率成分。克尔效应对脉冲 时间上的影响导致自相位调制，当光束中心部分的 光强较强时。中心部分的折射率变化较边缘部分的 变化大，因此，光束在中心比边缘的传播速度慢，结 果是介质中传播的光束波面越来越畸变，这种畸变 好像是光束通过正透镜一样，光线本身呈现自聚焦 现象。自聚焦现象结合腔内光阑将引发激光腔内的 非线性损耗调制实现自锁模运转。另外，在自锁模激 光器中激光晶体的热透镜效应是影响激光器效率与 稳定性的一个重要因素．由温度梯度引发的热透镜 焦距 ＝研究自锁模激光器的锁模运转特性，探讨最佳 锁模条件，对于控制良好质量的自锁模脉冲输出具 有重要意义。在飞秒领域，有研究者对钛宝石自锁模 激光器中飞秒锁模脉冲序列的连续锁模和准周期、 倍周期状态进行分析【６＿ ．而皮秒自锁模的准周期与 倍周期运转还未见有报道。对于近两年引起关注的 全固态皮秒自锁模激光器，探讨其输出特性．分析研 究皮秒自锁模激光器中的准周期与倍周期锁模现象 对实现良好的锁模运转具有十分重要的现实意义。 文中实验设计并研究了Ｎｄ：ＹＶｏ 自锁模皮秒 器（南） （３） 式中： 为激光介质的热传导率；Ｏ）ｐ为泵浦光束光 斑半径；Ｐ曲为泵浦功率中的致热部分；ｄｎ／ｄＴ为介质 折射率的热变化梯度：Ｏｌ为激光介质的吸收系数；Ｚ为 激光介质的长度。 激光器，探究了激光器的最佳锁模条件，分析了结构 紧凑的直腔自锁模激光器的输出特性。采用凹平直 腔，Ｎｄ：ＹＶＯ 晶体作为激光增益介质和克尔介质， 在未加其他锁模元件的情况下，实现了ｌ ０６４ｎｍ连 续锁模脉冲激光输出。观察并分析了自锁模皮秒激 光器准周期锁模、倍周期锁模状态。对激光器进行优 热透镜引发的畸变光阑和增益光阑共同影响腔 内光束分布。对于不加光阑的克尔透镜锁模激光器 来说．晶体上的非均匀分布的振荡光斑构成与光强 ０３０５００１—２ 红外与激光工程 第３期 ＷＷＷ．ｉｒｌａ．ｃｎ 第４５卷 分布有关的增益光阑。这就相当于在晶体位置处形 成了一个软光阑，与克尔介质结合形成类饱和吸收 体。激光器可以实现自锁模。腔内振荡光束的光斑尺 寸比泵浦光的光斑尺寸略大时．脉冲的中心由于强 的自聚焦几乎全部进入泵浦光内被放大．而两边弱 的自聚焦只有部分进入泵浦光内被放大，故脉冲中 心的放大倍数大于两边的放大倍数（脉冲被压窄）， 因此激光晶体上的振荡光光斑半径要略大于泵浦光 光斑半径。 腔，输入端镜Ｍ 为平凹透镜，曲率半径为１００ ｍｍ， 前后表面均镀有８０８ｎｍ的增透膜（＞９８％），后端面镀 有１０６４ｎｍ的高反膜（＞９９．８％），输出镜Ｍ２为平面 镜。晶体靠近输入镜，腔长从３５ｍｌｎ开始逐步增加， 记录了腔长为３５、５０、６０、８０ ｍｍ的自锁模波形。晶 体距输入镜１６ ｍｍ、腔长为９０ ｍｍ时，对１ ０６４ ａｍ 透过率分别为１０％、２０％、３０％和５０％的四种输出镜 下激光器的输出特性进行了对比分析。６Ｗ泵浦功率 时，运转在ＴＥＭ∞状态的激光器均实现了常规连续锁 模运转。 Ｍ Ｍ 若晶体上的泵浦光斑半径为 ，软光阑半径近似 为ｔｏｐ．自聚焦与光阑结合引发的损耗有如下描述【引： ｙ￣＝ｅｘｐ（｜２ ）－４等ｅｘｐ（一 １ Ｐ （４） 式中： 为腔内激光光斑半径；Ｐ为腔内光束功率。 对于不同透过率的输出镜也相当于引入不同的 损耗。由公式（３）、（４）可看出自锁模的自启动与运转 情况依赖于光强分布。综合以上两点。激光与泵浦光 Ｐｌｂｅｒ－ｃｏｕｐｌｅｄ １ａｓｅｒ－ｄ！ｏｄｅ Ｆｏｃｕｓｉｎｇ ｏｐｔｉｃｓ 图１ Ｎｄ：ＹＶＯ 自锁模激光器实验装置图 Ｆｉｇ．１ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｅｔｕｐ ｏｆ ｓｅｌｆ—ｍｏｄｅ—ｌｏｃｋｅｄ Ｎｄ：ＹＶＯ４ ｌａｓｅｒ 斑比以及透过率引入的损耗都将对自锁模激光器的 稳定运转产生影响。 ２实验结果分析与讨论 实验中改变晶体在腔内的位置和腔长，探究了 泵浦光斑与激光光斑尺寸之比对自锁模效果的影 实验利用ＭＡＴＬＡＢ仿真，ＡＢＣＤ传输矩阵计算 腔内光束分布，设计了满足自锁模自启动与运转条 件的凹平直腔。对比研究了不同透过率输出镜的锁 模特性。 响。晶体靠近输入镜。腔长Ｌ＝３５ ｉｎｎ。晶体上振荡光 光斑约为１４０ ｍ，激光器没有实现稳定连续锁模。 １．２实验装置 Ｎｄ：ＹＶＯ 自锁模激光器实验装置如图ｌ所示。 Ｌ＝５０ｍｉｎ，晶体上振荡光光斑约为１６８￣ｍ，比Ｌ＝３５ ｍｌｎ 时效果好一些，但是锁模波形不太稳定。Ｌ＝６０ ｍｍ， 晶体上振荡光光斑约为２００ ｐ．ｍ，实现稳定连续锁 模，示波器显示脉宽在２００多皮秒。Ｌ＝８０ｍｍ，稳定 泵浦源采用带光纤耦合的激光二极管阵列（ＬＤＡ）， 泵浦光中心波长为８０８ａｍ，其输出功率可调，最大输 出功率为６０Ｗ，耦合光纤芯径为２００ ｍ，数值孔径 连续锁模，比Ｌ＝６０ｍｍ时要稳定。考虑到激光器的 效率．对利用泵浦光充当软光阑的激光器来说，泵浦 光与振荡光斑尺寸之比在ｌ：ｌ～ｌ：２之间，更易实现 自锁模。不同透过率输出镜的对比分析实验，最终采 用的腔型为晶体距输入镜１６ｍｌ／１，腔长为９０ｍｍ的 凹平直腔。四种输出镜下激光器平均输出功率曲线 如图２所示。 表示输出镜对ｌ ０６４ｎｍ波长激光的 透过率，Ｔ＝１０％、泵浦功率为８ Ｗ时，激光器输出功 率可达２．７６ｗ，激光器的斜效率为４３．２％。图３为实 为０．２２。由ＬＤＡ输出的泵浦光经焦距分别为５０．８ｍｍ 和７５ｍｌｎ的两个平凸透镜准直聚焦到Ｎｄ：ＹＶ０ 晶 体上，准直聚焦系统的效率为９３％。泵浦光经准直聚 焦系统后的聚焦光斑半径约为１５０ Ｉｘｍ。Ｎｄ：ＹＶＯ４ 晶体作为激光增益介质和克尔介质，两端均有ｌ。切 角，以抑制Ｆ—Ｐ效应。Ｎｄ：ＹＶＯ 晶体为ａ切割，Ｎｄ。 掺杂原子数分数为０．２％，晶体两端面均镀有８０８ｎｍ 增透膜（＞９９％）和１ ０６４ ｎｍ增透膜（＞９９．８％），晶体 尺寸为３ ｒｍｎｘ３ ｍｍｘ１０ ｍｍ，用铟箔包裹置于紫铜 块中。铜块置于水冷台上，通过循环水系统对紫铜 块进行冷却，温度控制在２０℃。谐振腔为凹平直 验中Ｎｄ：ＹＶＯ 晶体热透镜焦距随泵浦功率的变化 曲线。 实验选用ＩｎＧａＡｓ光电探测器（响应时间３５ ｐｓ） 探测激光脉冲，用ＬｅＣｒｏｙ公司的Ｗａｖｅｐｒｏ ７３００Ａ示 ０３０５００１—３ ｒ 弓 红外与激光工程 ３期 ＷＷＷ．ｉｄａ．ｃａ ４５卷 稳定。综合考虑输出波形稳定性与激光器效率两方 面的因素，该实验条件下，输出镜的最佳透过率为 １０％。结构紧凑的直腔自锁模激光器的输出特性有 待进一步的研究和分析。 【。］ ｐｕｌｓｅ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｉｎ ａ ｄｉｏｄｅ ｐｕｍｐｅｄ Ｎｄ：ＹＡＰ ｌａｓｅｒ［Ｊ］．Ｏｐｔｉｃｓ Ｅｘｐｒｅｓｓ，２０１３，２１（２１）：２５０９１—２５０９８． Ｔｕｎｇ Ｊ Ｃ，Ｗｕ Ｔ Ｙ，Ｌｉａｎｇ Ｈ Ｃ，ｅｔ ａ１．Ｐｒｅｃｉｓｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍｏ·－ｏｐｔｉｃａｌ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ Ｎｄ·－ｄｏｐｅｄ ｖａｎａｄａｔｅｓ ｗｉｔｈ ａｎ ｉｎｔｒａｃａｖｉｔｙ ｓｅｌｆ－ｍｏｄｅ－ｌｏｃｋｅｄ ｓｃｈｅｍｅ［Ｊ】． Ｌａｓｅｒ Ｐｈｙｓｉｃｓ，２０１４，２４（３）：０３５８０４． 【４】 Ｌｉｕ Ｈ，Ｈｕａｎｇ Ｊ，Ｔａｎｇ Ｆ，ｅｔ ａ１．Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ３．８一ＧＨｚ ｐｉｃｏｓｅｃｏｎｄ ｐｕｌｓｅｓ ｆｒｏｍ ａ ｄｉｏｄｅ－·ｐｕｍｐｅｄ ｓｅｌｆ－·ｍｏｄｅ·－ｌｏｃｋｅｄ ３结论 研究了Ｎｄ：ＹＶＯ 自锁模皮秒激光器，观察并分 析了皮秒自锁模激光器的准周期锁模、倍周期锁模 Ｙｂ：ＹＡＧ ｔｈｉｎ ｄｉｓｋ ｌａｓｅｒ［Ｊ］．Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ， ｌＥＥＥ．２０１４．２６（４）：４１８－４２０． 【５】 Ｓａｔｏ Ｙ，Ｔａｉｒａ Ｔ．Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｎｄ：ＧｄＶＯ４ ａｎｄ Ｎｄ：ＹＶ０４ ｗｉ￡ｈ ｈｙｂｒｉｄ ｐｒｏｃｅｓｓ 现象，Ｎｄ：ＹＶＯ 晶体作为激光增益介质和克尔介 质，实现了高效稳定的的连续锁模运转。实验发现： 激光器的损耗、泵浦源强度与光斑大小、腔内功率密 度、光束分布、谐振腔镜角度等的改变都会影响自锁 模的稳定运转。在晶体距输入镜１６ ｒｎｎｌ，腔长为 ９０ｍ＿ｒｎ的凹平直腔的实验条件下，通过对比分析激 【Ｊ］．Ｓｅｌｅｃｔｅｄ Ｔｏｐｉｃｓ ｉｎ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ，２００５，１１（３）：６１３－６２０． ｏｎ Ｓ Ｒ，Ｗｅｉｓｓ Ｓ，ｅｔ ａ１．Ｐｅｒｉｏｄ ｄｏｕｂｌｉｎｇ ａｎｄ ［６】 Ｓｕｃｈａ Ｇ，Ｂｏｌｔｑｕａｓｉ—ｐｅｒｉｏｄｉｃｉｔｙ ｉｎ ａｄｄｉｔｉｖｅ—ｐｕｌｓｅ ｍｏｄｅ—ｌｏｃｋｅｄ ｌａｓｅｒｓ［Ｊ】． 光器采用不同输出镜时的输出特性，得出输出镜的 最佳透过率为１０％。获得的一些规律性实验结果对 该领域的研究具有一定指导意义。对激光器进行优 【７］ Ｏｐｔｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，１９９５，２０（１７）：１７９４－１７９６． Ｋａｌａｓｈｎｉｋｏｖ Ｖ Ｌ，Ｐｏｌｏｙｋｏ Ｉ Ｇ，Ｍｉｋｈａｉｌｏｖ Ｖ Ｐ，ｅｔ ａ１． Ｒｅｇｕｌａｒ，ｑｕａｓｉ—ｐｅｒｉｏｄｉｃ，ａｎｄ ｃｈａｏｔｉｃ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｉｎ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ· 化设计，实现了稳定的连续锁模输出，输出镜透过率 为１０％、泵浦功率为８ Ｗ时，激光器输出功率为 ｗａｖｅ ｓｏｌｉｄ—ｓｔａｔｅ Ｋｅｒｒ－ｌｅｎｓ ｍｏｄｅ—ｌｏｃｋｅｄ ｌａｓｅｒｓ【Ｊ】．ＪＯＳＡ Ｂ， １９９７，１４（１０）：２６９ｌ－２６９５． ｒｍａｎｎ Ｊ．Ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ Ｋｅｒｒ—ｌｅｎｓ ｍｏｄｅ ｌｏｃｋｉｎｇ：ｒｏｌｅ ｏｆ ｓｅｌｆ— ［８】 Ｈｅｒ２．７６ｗ．实现了目前已知最高的输出功率，斜效率高 达４３．２％，锁模脉冲重复频率为１．４３ＧＨｚ。 参考文献： ［１】Ｌｉａｎｇ Ｈ Ｃ，Ｃｈｅｒｔ Ｒ Ｃ Ｃ，Ｈｕａｎｇ Ｙ Ｊ，ｅｔ ａ１．Ｃｏｍｐａｃｔ ｅｆｉｆｃｉｅｎｔ ｍｕｌｉｔ—ＧＨｚ Ｋｅｒｒ—ｌｅｎｓ ｍｏｄｅ—ｌｏｃｋｅｄ ｄｉｏｄｅ—ｐｕｍｐｅｄ ｆｏｃｕｓｉｎｇ ａｎｄ ｒａｄｉａｌｌｙ ｖａｒｙｉｎｇ ｇａｉｎ［Ｊ］．ＪＯＳＡ Ｂ，１９９４，１ｌ（３）： ４９８－５１２． Ｚ Ｈ，Ｐｅｎｇ Ｊ Ｙ，Ｚｈｅｎｇ Ｙ．Ｓｅｌｆ·ｍｏｄｅ—ｌｏｃｋｅｄ Ｎｄ：ＧｄＶＯ４ 【９］ Ｌｉｌａｓｅｒ ｗｉｔｈ ｌｏｎｇ ｃａｖｉｔｙ［Ｊ】．Ｏｐｔｉｋ－Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｆｏｒ Ｌｉｇｈｔ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｏｐｔｉｃｓ，２０１５，３（１２６）：３３７—３３９． ｎｇ Ｃ Ｙ，ｅｔ ａ１．Ａ ｈｉｇｈ—ｐｏｗｅｒ ［１０］ Ｗｕ Ｔ Ｗ，Ｔｓｏｕ Ｃ Ｈ，Ｔａｈａｒｍｏｎｉｃａｌｌｙ ｓｅｌｆ—ｍｏｄｅ—ｌｏｃｋｅｄ Ｎｄ：ＹＶ０４ １．３４ ｉｘｍ ｌａｓｅｒ ｗｉｔｈ Ｎｄ：ＹＶＯ４ ｌａｓｅｒ［Ｊ】．Ｏｐｔｉｃｓ Ｅｘｐｒｅｓｓ，２００８，１６（２５）：２１１４９— ２１１５４． ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｕｐ ｔｏ ３２．１ ＧＨｚ【Ｊ】．Ｌａｓｅｒ Ｐｈｙｓｉｃｓ，２０１４，２４ （４）：０４５８０３． ［２】 Ｃｈｅｎ Ｗ，Ｌｉ Ｙ，Ｚｈａｎｇ Ｇ，ｅｔ ａ１．Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ ｐｉｃｏｓｅｃｏｎｄ ０３０５００１—５ ，
