尤建村,闻 军,马业万

(安庆师范大学电子工程与智能制造学院,安徽 安庆 246011)

1 引 言

近年来,同步双波长激光器在多个领域有着重要的应用,如光谱学,光通讯,医疗器械,激光雷达,环境监测以及非线性光学的研究等方面[1-4]。掺钕晶体由于其高增益,宽吸收带等优势可用做激光材料输出高功率双波长激光。例如Nd∶YVO4[5-6]和Nd∶GdVO4[7-8],Nd∶LuVO4[9],Nd∶YAG[10]等晶体被广泛用于此类激光器。目前,通过使用二极管泵浦,同步双波长激光器运转在1.06 μm4F3/2-4I11/2和1.3 μm4F3/2-4I13/2两个四能级跃迁的过程中,已经在Nd∶YVO4和Nd∶GdVO4,Nd∶YAG晶体中实现[5-8]。并且,以相同的高能级F3/2和三个不同的低能级4I9/2,4I11/2,4I13/2为基础的双波长激光器也已经被报道[11-13],包括通过专门的腔镜镀膜的方法输出1074 nm /1112 nm[14],通过使用法布里-珀罗滤镜作为输出耦合的方法输出1064 nm/1073 nm[15],以及近几年的1319/1338 nm[16],1052 nm/1064 nm[17],1357 nm/1444 nm[18]等双波长激光器被报道。总体而言,掺钕晶体的同步双波长激光器可以归为两类；第一类包含了两种不同的能级跃迁,4F3/2-4I9/2,4F3/2-4I11/2或者4F3/2-4I13/2,产生了大的波长间隔；第二类是激光运转在同一激光跃迁的过程中,伴随着很小的波长间隔。然而双波长激光器使用相同的激光介质运转在相同的谐振腔内是相当困难的,由于围绕1.06 μm的4F3/2-4I11/2有效跃迁比围绕0.91 μm的4F3/2-4I9/2准三能级跃迁的受激发射截面高近20倍,两者存在明显的增益竞争。因此,双波长激光器使用单一的激光晶体是低效的。为了避免增益竞争,双波长输出也可以通过使用复合腔分别泵浦两个激光晶体来产生,然而,该方法难以应用和商业化,因为它需要两个结构更复杂的泵浦装置,在实验过程中给调整过程带来了更大的困难。……