刘瑞科，王超臣，牛昌东，金 舵，白振旭,2，王雨雷,2，吕志伟,2*

(1.河北工业大学 先进激光技术研究中心，天津 300401；2.河北工业大学 电子信息工程学院 天津市电子材料与器件重点实验室，天津 300401)

引 言

半导体可饱和吸收镜(semiconductor saturable absorption mirror,SESAM)和可饱和吸收晶体(如Cr4+∶YAG,MoS2等)是目前实现被动调Q的主要调Q器件[7-9]。BHANDARI和TAIRA使用复合Nd∶YAG/Cr4+∶YAG微片激光器实现了峰值功率大于6MW、脉冲能量为1.7mJ、脉冲宽度为265ps的激光输出[10]。YIN等人采用SESAM实现了脉冲宽度为219ps的调Q激光输出[11]。Cr4+∶YAG具有成本低、损伤阈值高、使用寿命长等优点，目前已广泛应用于Nd∶YAG晶体、Yb∶YAG晶体等作为工作物质的被动调Q激光器中[12-14]。Nd∶YAG具有较大的受激发射截面、阈值反转粒子数低等优点。复合的Nd∶YAG/Cr4+∶YAG微片激光器通过使用晶体的长度作为谐振腔的腔长，缩短激光器的谐振腔长度，当腔长小到使腔纵模间隔大于或等于Nd∶YAG的荧光线宽时，有助于实现单纵模输出；此外，复合的Nd∶YAG/Cr4+∶YAG还有助于降低热效应。除了采用复合晶体外，人们通过Cr与Nd或Yb互掺的晶体也实现了自调Q的激光输出，但是自调Q激光器获得的峰值功率和脉冲能量一般小于复合晶体激光器，且热效应较为严重[15-18]。因此，复合Nd∶YAG/Cr4+∶YAG微片激光器作为一种具有较强可行性的技术方案，近几年得到了国内外学者的广泛报道[19-21]。

根据被动调Q理论公式推导出被动调Q微片激光器输出特性的相关表达式。为了使理论结果更接近于实际情况，在对被动调Q微片激光器的重要输出参量进行数值仿真时，将自发辐射和抽运速率等因素对激光器性能的影响考虑在内。……