《OPTICS EXPRESS》最近报道了基于低温倍频混合腔放大器的130W绿光激光器。调Q高功率脉冲绿光激光器广泛应用在科研和工业领域,如激光加工,激光材料处理,以及目前最常见的钛宝石飞秒激光器均采用此类激光器作为泵浦(以掺Nd类调Q倍频激光器为主)。但这类激光器通常由于光束质量因子(M2因子)大,并且脉宽相对较长,无法应用在精细激光加工等场合。目前已证明,皮秒激光和亚皮秒激光在OPCPA试验中是最为理想的泵浦源,因此研发出高功率,脉宽窄的皮秒绿光激光器的需要十分迫切。低温倍频混合腔放大器的方法正是其中一条有效的途径。 实验装置如图所示,振荡器是重复频率为78MHz的光纤飞秒锁模激光器,经过CPA系统之后得到了6W,脉宽小于10ps的78 MHz激光脉冲,再经过用液氮冷却的两通Yb:YAG放大器,最终得到了240-287W的皮秒红外激光,波长为1029nm。倍频以LBO作为倍频介质,其原因是因为LBO晶体有着高的损伤阈值,高的非线性系数,以及相位匹配一类条件下不存在明显的走离效应。用f = 100mm的透镜将1029nm红外光聚焦到LBO晶体中,聚焦光斑大小约为65um。 实验表明,当LBO晶体中心被放置在焦点略后方的位置,可以得到最大效率的倍频转换。对LBO晶体的温度进行了精确地控制。随着红外激光的能量的提高,烤炉温度随之降低,以补偿由于LBO晶体吸收绿光产生的热效应。由于LBO对绿光的吸收大于对红外光的吸收,所以在LBO晶体内部存在从后到前的温度梯度,输出面的温度要高于入射面的温度,这一现象在很大程度上限制了LBO晶体的倍频效率。最终该实验得到了130W,重复频率为78MHz的绿光输出,波长为514.5nm,脉宽为6.4ps,倍频效率为54%,这是目前已有报道中倍频效率最高的绿光皮秒激光器。 |






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