《高峰值功率亞納秒級單鎖模脈衝雷射特性研究》是依託山東大學，由趙佳擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：高峰值功率亞納秒級單鎖模脈衝雷射特性研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：趙佳
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
高峰值功率、高穩定性的亞納秒級短脈衝雷射在微機械加工、非線性光學、雷射醫學等領域具有廣闊的套用。脈衝寬度是短脈衝雷射最重要的指標之一，因為它決定了光與物質相互作用的時間及動力學過程。利用單一損耗調製的調Q、調Q鎖模、連續鎖模技術，均難以獲得高峰值功率、高穩定性的亞納秒級短脈衝雷射。依據主動調製開關速度快、穩定性強的特點，本項目擬基於主動（電光、聲光）調製- - 飽和吸收體（GaAs、SESAM、碳納米管、V3+:YAG、Co:LMA等）被動鎖模的雙損耗調製技術，實現雙調Q鎖模雷射調Q包絡內單一鎖模雷射運轉，探索主被動雙損耗調製產生高峰值功率、高穩定性亞納秒級短脈衝雷射的機理，探究影響雙調Q鎖模雷射調Q包絡內鎖模脈衝個數的相關因素，揭示基於雙損耗調製的調Q鎖模雷射調Q包絡內單個鎖模脈衝運轉的基本原理，研究高穩定性亞納秒級短脈衝雷射的運轉規律，為高穩定性的亞納秒級短脈衝雷射的實現提供規律性依據。
結題摘要
本項目從理論和實驗上系統地研究了高峰值功率亞納秒單鎖模脈衝雷射特性，實現了電光主動——飽和吸收體（GaAs、SESAM、Cr4+:YAG、碳納米管等）被動雙調Q鎖模1.06μm雷射運轉及倍頻0.53μm綠雷射運轉，通過最佳化諧振腔參數，壓縮調Q包絡的脈衝寬度，使每個調Q包絡內只有一個鎖模脈衝，脈衝寬度亞納秒級，重複率為電光調製頻率，獲得了高峰值功率亞納秒級單鎖模脈衝1.06μm雷射、倍頻0.53μm綠雷射輸出。研究了電光主動調Q——可飽和吸收體（Cr4+:YAG、GaAs、SESAM、碳納米管等）被動鎖模的的高峰值功率亞納秒單鎖模脈衝基頻1.06μm雷射、KTP倍頻0.53μm綠雷射的運轉規律和運轉特性，如獲得高峰值功率亞納秒單鎖模脈衝的條件及其平均輸出功率、鎖模脈衝寬度、鎖模脈衝能量、鎖模脈衝的峰值功率與泵浦功率、飽和吸收體小信號透過率、主動調製頻率、激活介質受激發射截面等參量的依賴關係；理論上建立了高斯分布近似下主動電光調Q——可飽和吸收體（Cr4+:YAG、GaAs、SESAM）被動鎖模的雙損耗調製的調Q鎖模1.06μm和內腔倍頻0.53μm雷射的耦合速率方程組，數值求解方程組獲得了調Q包絡的脈衝寬度與主動重複率、飽和吸收體小信號透過率、泵浦功率的依賴關係以及高穩定、高峰值功率、低重頻、單鎖模亞納秒脈衝產生的條件，且數值求解方程組的理論值與實驗結果相符； 理論和實驗的研究結果顯示了利用雙損耗調製技術是一種獲得高峰值功率、高穩定亞納秒鎖模脈衝雷射的有效方法。另外，還研究了調Q及調Q鎖模雷射泵浦的光學參量振盪器特性等。理論和實驗研究獲得了一系列創新成果，發表標明該基金資助論文共43篇，全部是國際SCI索引的雜誌，影響因子大於3的4篇、影響因子在2-3之間的7篇、影響因子在1-2之間的28篇、影響因子小於1的4篇。此外，培養博士生2名，碩士生1名。
