激光倍頻晶體的研究現(xiàn)狀分析講解

1、摘要:倍頻晶體是近幾年激光領(lǐng)域人們關(guān)注的熱點(diǎn)之一，倍頻晶體也隨之發(fā)展起來(lái)。本文 通過(guò)分析國(guó)內(nèi)外各科研機(jī)構(gòu)關(guān)于光纖激光器的倍頻實(shí)驗(yàn)，指出各種常用倍頻晶體的優(yōu)點(diǎn)和缺陷，對(duì)未來(lái)使用倍頻晶體的實(shí)驗(yàn)具有指導(dǎo)和參考價(jià)值。關(guān)鍵詞 ：倍頻晶體；激光器；相位匹配Abstract: Fiber laser is the focus of attention of the people in recent years. SHG also will be developed. Based on the analysis of the scientific research institutions at home a

2、nd abroad on the frequency fiber laser experiment, the paper pointed out that various commonly used SHG advantages and shortcomings, given guidance and reference for the future use of SHG experiment.Key words: Frequency(SHG; Fiber laser; Phase-matching目錄摘要 ABSTRACT 引言 1 TOC o 1-5 h z 實(shí)驗(yàn)研究?jī)x器1光纖激光器及其結(jié)

3、構(gòu)1光纖激光器的倍頻2倍頻晶體的現(xiàn)狀分析2倍頻晶體 2 TOC o 1-5 h z PPLN晶體倍頻輸出綠光3PPLN晶體倍頻輸出可見光4 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document PPKTP晶體倍頻應(yīng)用5 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document PPLT 晶體的倍頻應(yīng)用6結(jié)果與討論7前景與展望9 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 實(shí)驗(yàn)成果的應(yīng)用9理論研究的應(yīng)用10參考文獻(xiàn)12近年來(lái)，關(guān)于自倍頻晶休的研究工作取得了重大進(jìn)展。自倍頻晶體是將激光晶體和倍頻晶體合二為

4、一的一類晶體。迄今最主要的自倍頻晶體有兩種：摻欽和氧化錳的視酸鏗和硼酸欽憶鋁。自倍頻晶體可用于直接產(chǎn)生藍(lán)綠激光，其作用原理如下：用波長(zhǎng)為650nm 左右的紅激光泵浦自倍頻晶體，發(fā)生激光作用產(chǎn)生波長(zhǎng)略大的近紅外激光，同時(shí)紅外激光在晶體中倍頻而產(chǎn)生綠激光。目前，可以得到的NMLN 晶體的尺寸(10 x10 x20mm 比 NYAB 晶體的尺寸(4x4x10mm 大，但是NMLN用于產(chǎn)生綠激光時(shí)有兩個(gè)缺點(diǎn)：(1NMLN 的非臨界相位匹配溫度高，會(huì)引起熱感應(yīng)加寬和激光下能級(jí)的吸收，使閡值升高；(2增加 MgO 的摻雜量能降低相位匹配溫度，但吸收損耗也同時(shí)增加了。所以，在高溫下工作的NMLN 至今只用于

5、染料激光泵浦的系統(tǒng)中，輸出lmW 量級(jí)的綠光功率，二極管激光泵浦的NMLN 還未見報(bào)道。二極管泵浦NYAB 產(chǎn)生綠激光的系統(tǒng)已經(jīng)研制成功，它與二極管泵浦激光器并通過(guò) KTP 晶體倍頻的系統(tǒng)相比有下列優(yōu)點(diǎn)：(1NYAB 的吸收帶寬比Nd:YAG 的吸收帶寬(在 808.5nm處 0.5nm寬得多；(2NYAB 的受激發(fā)射截面比Nd:YAG 的大或者差不多，但沒有Nd:YAG 所顯示的濃度羚滅效應(yīng)；(3用 KTP 倍頻時(shí)需要一塊四分之一波片來(lái)改變激光的偏振態(tài)，而在NYAB 系統(tǒng)中不需要這種波片；(D 只用一塊 NYAB 晶體就能產(chǎn)生綠激光，有利于制成輸出大功率綠光的微型激光器。實(shí)驗(yàn)研究?jī)x器光纖激光

6、器及其結(jié)構(gòu)光纖激光器是用摻稀土元素玻璃光纖作為增益介質(zhì)的激光器，是在光纖放大器的基礎(chǔ)上開發(fā)出來(lái)的。在泵浦光的作用下光纖內(nèi)極易形成高功率密度，造成激光工作物質(zhì)的激光能級(jí)“粒子數(shù)反轉(zhuǎn)”，適當(dāng)加入正反饋回路(構(gòu)成諧振腔)形成激光振蕩輸出。發(fā)射激光的波長(zhǎng)取決于纖芯摻雜不同的離子和反射面種類（典型的例子是布拉格光柵）。光纖激光器包括一盤雙包層摻雜光纖，兩個(gè)反射鏡和一個(gè)泵浦源。泵浦 源為單芯二極管激光器或二極管激光器陣列，或是一個(gè)小功率的泵浦光纖激光器。圖 1 是單膜光纖激光器的結(jié)構(gòu)示意圖1。1-1 單膜光纖激光器的結(jié)構(gòu)示意圖光纖激光器的倍頻頻率轉(zhuǎn)換是一種擴(kuò)大高功率激光器應(yīng)用范圍的有效技術(shù)，它利用光學(xué)介質(zhì)

7、在強(qiáng)輻射場(chǎng)下的非線性光學(xué)效應(yīng)產(chǎn)生新的頻率。利用非線性光學(xué)晶體實(shí)現(xiàn)光的頻率轉(zhuǎn)換以拓寬激光波長(zhǎng)范圍，可以使激光獲得更廣泛的應(yīng)用。隨著激光技術(shù)的發(fā)展，包層光纖激光器能在很寬的頻譜范圍內(nèi)提供高功率，大有取代半導(dǎo)體激光抽運(yùn)固體激光器（DPSSL 的趨勢(shì)。固體激光器技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，但是在小型化、柔性化方面光纖激光器有著固體激光器所不能比擬的優(yōu)勢(shì)，更重要的是光纖激光器更容易獲得高光束質(zhì)量的激光輸出。近年來(lái)，倍頻晶體制作工藝的完善，使得光纖激光器在非線性頻率轉(zhuǎn)換中的地位越來(lái)越重要。光纖激光器的準(zhǔn)相位匹配技術(shù)通過(guò)改變周期性極化晶體的光柵周期來(lái)對(duì)角度匹配無(wú)法實(shí)現(xiàn)倍頻的波段進(jìn)行倍頻，在科學(xué)技術(shù)和激光應(yīng)用方面有著廣

8、闊的前景。例如，利用周期性極化的倍頻晶體對(duì)光纖激光進(jìn)行倍頻，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了高轉(zhuǎn)換效率的綠光輸出3。倍頻晶體的現(xiàn)狀分析倍頻晶體1961 年，F(xiàn)ranken和他的同事們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)紅寶石激光束通過(guò)石英晶體時(shí)，能夠產(chǎn)生兩倍頻該光束的紫外光。該發(fā)現(xiàn)給激光學(xué)界的研究人員帶來(lái)了福音。因此，人們開始對(duì)各種光學(xué)晶體的倍頻特性進(jìn)行深入研究。20 世紀(jì) 80 年代以前，常用的倍頻晶體主要有KD*P 、 LiI O3、 LiNb O3、 CD*A 等。目前主要用KTP、BBO、 LBO、 PPKTP和 PPLN 等晶體。國(guó)內(nèi)外用于準(zhǔn)相位匹配器件制備的材料有很多 4，如鈮酸鋰晶體(LiNb O3、鉭酸鋰晶體(LiTa O3、

9、鈮酸鉀晶體(KNb O3、磷酸氧鈦鉀(KTiOP O3，即(KTP 以及它的同族晶體，也有使用聚合物、光纖等制備準(zhǔn)相位匹配器件。每一種材料都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，相對(duì)而言，KTP 晶體以其較低的矯頑場(chǎng)電壓和光折變效應(yīng)，較高的光破壞閾值和非線性系數(shù)以及良好的溫度穩(wěn)定性受到廣泛關(guān)注，成為新一代準(zhǔn)相位匹配器件的研究熱點(diǎn)。目前，瑞典、以色列等國(guó)家已經(jīng)掌握了比較成熟的周期極化KTP，即PPKTP的高壓電場(chǎng)極化反轉(zhuǎn)工藝，并為國(guó)際上大多數(shù)的準(zhǔn)相位匹配技術(shù)研究機(jī)構(gòu)提供產(chǎn)品。他們制備的PPKTP 器件主要用于激光倍頻、光參量振蕩等非線性場(chǎng)合。當(dāng)用長(zhǎng)度7mm 8mm 的 KTP 晶體，對(duì)于多模兆瓦級(jí)YAG 激光器，其倍

10、頻效率可達(dá)30%，對(duì)TEMOO 單橫模激光器，倍頻效率可高達(dá)60%。實(shí)驗(yàn)證明KTP 晶體的抗光傷強(qiáng)度可高達(dá)400mW/cm2，而BBO 晶體可高達(dá)1000mW/ cm2以上。據(jù)報(bào)道，瑞典皇家工學(xué)院制備的PPKTP 最高倍頻效率已經(jīng)達(dá)到66%。 PPKTP器件的制備具有很高的技術(shù)含量，因此價(jià)格十分昂貴。我國(guó)擁有KTP 晶體生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)，自主研制和生產(chǎn)PPKTP器件在知識(shí)產(chǎn)權(quán)和經(jīng)濟(jì)效益方面都有很高的社會(huì)價(jià)值。通過(guò)改進(jìn)了高壓極化電場(chǎng)的有參數(shù)，在一定程度上可以提高PPKTP 晶體的質(zhì)量。例如，用光纖激光器輸出的1064nm基頻光泵浦PPKTP倍頻晶體，改進(jìn)了光學(xué)系統(tǒng)可以使PPKTP 倍頻效率提高一個(gè)數(shù)量

11、級(jí)。在光纖激光器的實(shí)驗(yàn)研究中，利用倍頻晶體實(shí)現(xiàn)光波長(zhǎng)變換輸出的較多。近些年國(guó)內(nèi)關(guān)于光纖激光器倍頻技術(shù)的研究如火如荼，山西大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院上海光機(jī)所、天津大學(xué)等一些科研院相繼都做了一些關(guān)于各種倍頻晶體的實(shí)驗(yàn)研究，其中包括 PPLN、 PPKTP、 PPLT等晶體，并獲得了一些寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。PPLN晶體（周期性極化鈮酸鋰晶體），通光范圍為0.4 m 5m ，在可見和紅外波段具有較低的散射和吸收，結(jié)構(gòu)破壞閾值為10J/ cm2 （波長(zhǎng)為1064nm，脈寬10ns。其應(yīng)用較為廣泛，通過(guò)倍頻可以輸出綠光及其可見光等不同波長(zhǎng)的光。2.2 PPLN 晶體倍頻輸出綠光利用周期性極化晶體PPLN 和雙包層光纖

12、激光相結(jié)合可以獲得綠光激光輸出。雙包層光纖激光器輸出中心波長(zhǎng)為1064nm，重復(fù)頻率為20kHz 100kHz 連續(xù)可調(diào)，譜線寬度約為6nm，輸出功率為0W 10W可調(diào)，光束直徑約為10mm。周期性極化鈮酸鋰晶體（PPLN 光柵周期6.5 m ，尺寸為20mm 5mm 0.5mm。采用 PPLN 對(duì)摻 Yb 雙包層光纖激光器的準(zhǔn)連續(xù)輸出進(jìn)行倍頻。在保持PPLN193.1時(shí)，抽運(yùn)功率為650mW時(shí)，得到6.7%的最高諧波轉(zhuǎn)換效970mW 時(shí)，可以得到59mW的最高綠光功率輸出。實(shí)驗(yàn)流程如所示。在圖 2-1 中， PBS為偏振棱鏡；PPLN 為倍頻晶體；Pris 為分光棱鏡；f 、 ff 和 f

13、為透鏡。如果將抽運(yùn)源選為寬Yb 雙包層光纖脈沖放大器，繼續(xù)利用PPLN 倍頻晶體2-1 所示。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)寬帶多縱模的光纖激光將會(huì)影2-1 PPLN 晶體實(shí)驗(yàn)流程圖PPLN 晶體倍頻輸出可見光2利用激光諧振腔產(chǎn)生的1.7mW 中心波長(zhǎng)為1614nm 的激光，通過(guò)977nm的泵浦光輸運(yùn)，送至前置放大器，并經(jīng)過(guò)功率放大，縮束后由PPLN 倍頻，可以輸出功率60mW、波長(zhǎng)為807nm 的激光。在該實(shí)驗(yàn)中，PPLN 晶體極化周期為20.2 m ，厚度0.46mm，晶體溫度控制在70 。其轉(zhuǎn)換效率為44%。實(shí)驗(yàn)流程圖如圖2-1 所示。在圖 2-1 中， 為主振蕩器； 為前置放大器； 為功率放大器； 為倍頻器

14、； WDM 為波分復(fù)用器；EDF 為摻 Er 光纖； SESAM 為半導(dǎo)體飽和吸收鏡；FM 為光纖反射鏡；LMA EDF 為寬模摻鉺光纖；PPLN 為倍頻晶體。用高壓電場(chǎng)極化LiNbO 晶體制成的周期極化鈮酸鋰(PPLN 可以實(shí)現(xiàn)全光頻率變換，如倍頻(SHG、和頻 (SFG、差頻 (DFG、參量振蕩(OPO 和參量放大(OPA 等，但 PPLN 的某些內(nèi)在性質(zhì)卻限制了這種材料在短波長(zhǎng)和高功率上的應(yīng)用。PPKTP 晶體倍頻應(yīng)用PPKTP 晶體(周期性極化磷酸氧鈦鉀晶體)是世界各國(guó)使用比較頻繁，且較為成熟的倍頻晶體之一。在國(guó)內(nèi)，利用離子交換法來(lái)降低磷酸氧鈦鉀(KTP 的電導(dǎo)率，用高壓電場(chǎng)極化反轉(zhuǎn)成

15、功地獲得了體積為4mm 6mm 1mm，周期為A 9.0 m 的周期極TP(PPKTP晶體。在倍頻(SHG光學(xué)系統(tǒng)中用包層的光纖激光器輸出的1064nm激光作為泵浦光，常溫下得到PPKTP器件的最高SHG 轉(zhuǎn)換效率，歸一化SHG 效率為2.4%。這是2004年國(guó)內(nèi)自制PPKTP SHG器件得到的最高轉(zhuǎn)換效率。實(shí)驗(yàn)如圖2-2所示。圖 2-2 PPKTP 器件 SHG 轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)流程圖在圖 2-2中，PPKTP為倍頻晶體；Prism為分光棱鏡；f1、 f2 為透鏡。國(guó)外一些利用PPKTP5 倍頻晶體進(jìn)行光纖激光倍頻的實(shí)驗(yàn)也較多。使用 5W 的 938nm 的單頻二極管激光器，通過(guò)摻釹放大器的輸運(yùn)，利

16、用PPKTP晶體倍頻輸出了469nm的綠光功率為66mW。晶體的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了11%。美國(guó)勞倫斯實(shí)驗(yàn)室Alex Drobshoff 的實(shí)驗(yàn)流程如圖2-3所示。2-3 美國(guó)勞倫斯實(shí)驗(yàn)室Alex Drobshoff 的實(shí)驗(yàn)流程圖圖 2-3 中 Of1 、 Of3 為泵浦輸運(yùn)光纖；Of2、 Of4為光纖放大器；M1 、 M2、M3、 M4為雙色鏡；ISO為光隔離器；PPKTP為倍頻晶體；PBS為偏振棱鏡；P1、 P2為半波片；P3、 P4為四分之一波片。通過(guò)該實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在較大泵浦輸出功率的情況下，使用PPKTP 晶體后的轉(zhuǎn)換效率有一些降低。但是也得到了一些啟示，即結(jié)合周期極化非線性晶體可以產(chǎn)生一 個(gè)

17、新波長(zhǎng)的激光。PPLT 晶體的倍頻應(yīng)用利用 PPLT（周期性極化鉭酸鋰晶體）也可以實(shí)現(xiàn)寬線寬的準(zhǔn)連續(xù)摻Y(jié)b 雙包層光纖放大激光倍頻。與周期性極化的鈮酸鋰PPLN 相比， PPLT晶體超晶格的非線性系數(shù)雖然低一些，但抗光損傷能力較強(qiáng)，日益受到人們的重視。實(shí)驗(yàn)采用基波光源為種子注入的準(zhǔn)連續(xù)摻Y(jié)b 雙包層光纖放大激光，中心波長(zhǎng)為 1064nm，輸出的光束直徑約為1cm，光纖激光的帶寬約為6nm，重復(fù)頻率為20kHz 100kHz，輸出功率為0 10W可調(diào)。倍頻晶體PPLT由南京大學(xué)固體微結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室采用室溫外電場(chǎng)極化法制備，晶體尺寸為40 mm 3mm 0.5mm，端面沒有鍍膜。 PPLT極化周期為7

18、.67m ，對(duì) 1064nm倍頻的理論上的最佳溫度120。當(dāng)基頻光的功率為2.2W時(shí)，獲得的寬線寬光纖激光倍頻效率為1.8%。選用窄線寬種子源振蕩的雙包層摻Y(jié)b 光纖放大激光作為基頻光將會(huì)較大程度上提高倍頻效率。利用 PPLT的倍頻實(shí)驗(yàn)流程如圖2-4所示。在圖2-4中，PBS為偏振棱鏡；PPLT為倍頻晶體；L 、 L 、L 和 L 為透鏡。圖 2-4 利用 PPLT的倍頻實(shí)驗(yàn)流程圖結(jié)果與討論倍頻晶體利用激光與晶體的相互作用產(chǎn)生的諧波、合頻、差頻和參量振蕩等二階非線性光學(xué)效應(yīng)進(jìn)行光的頻率轉(zhuǎn)換，擴(kuò)展了激光頻率覆蓋的光譜范圍。因?yàn)椴煌募す獾幕l波長(zhǎng)對(duì)倍頻晶體的匹配方式、匹配方向、可接收角、可接收線

19、寬、可接收溫度寬度等重要參量影響不同，為了獲得較好的倍頻效果，深入分析倍頻晶體倍頻特性，顯然十分重要。國(guó)內(nèi)外各科研機(jī)構(gòu)對(duì)倍頻晶體進(jìn)行了多方面的研究和使用。通過(guò)對(duì)激光器倍頻實(shí)驗(yàn)的分析，總試驗(yàn)結(jié)果如表3-1 所示。表 3-1 光纖激光器倍頻實(shí)驗(yàn)結(jié)果科研機(jī)構(gòu)英國(guó)南2002 安普頓大學(xué)上海光 2004.7機(jī)所天津大 2004.7學(xué)2005.1抽運(yùn)源摻 Er光纖放大激光Nd:YVO4激光光纖激光單頻二極基頻光 倍頻晶波長(zhǎng) /nm 體1614 PPLN1PPLN0641064 PPKT938 PPLT輸出 倍頻抽運(yùn)功光功率 波長(zhǎng)率 /W/mW /nm光光轉(zhuǎn)備注換效率 /%608070.97 5953253

20、25466 469446.70.3211管激光器斯實(shí)驗(yàn)室上海光摻 Yb 雙包抗光傷2006.1 機(jī)層光纖放大1064PPLT 2.2532頻效率PPLN激光1.8%表 3-2倍頻晶體的性能參量PPKTP容易非常高晶體類型非線性參數(shù)破壞閾值高功率輸出轉(zhuǎn)化效率備注KTP較大較高容易高抗光傷能達(dá)PPLN大低難實(shí)現(xiàn)一般400W/cm抗光傷比PPLT小較高容易高PPLN 強(qiáng)LBO較大很高容易高抗光傷高達(dá)BBO較大很高可實(shí)現(xiàn)高1000mW/cm倍頻晶體直接關(guān)系到激光的轉(zhuǎn)換效率和功率輸出，以及實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此對(duì)于激光倍頻實(shí)驗(yàn)來(lái)講，倍頻晶體的非線性系數(shù)、破壞閾值也是我們選擇必須考慮的方面。 從表 3-2

21、 中可見，采用PPLN、 PPKTP和 PPLT晶體通過(guò)倍頻1064nm都實(shí)現(xiàn)了 532nm的綠光輸出，其轉(zhuǎn)換效率卻各不相同，其中PPLN的轉(zhuǎn)換效率較高。目前，在準(zhǔn)相位匹配(QPM倍頻技術(shù)中應(yīng)用比較成熟的晶體是PPLN、 PPKTP和 PPLT。通過(guò)周期性的改變晶體的自發(fā)極化符號(hào)，重新安排相位，從而充分利用晶體的二階非線性極化張量中的最大張量達(dá)到高的非線性系數(shù)，而且可以避免走離效應(yīng)，來(lái)獲得較高的倍頻轉(zhuǎn)換效率。另外，也可通過(guò)固體激光器產(chǎn)生1064nm的激光，使用KTP、 LBO晶體進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換獲得綠光。而且KTP晶體除有大的有效非線性系數(shù)外，還具有大的允許角、允許溫度及小的走離角，而且不潮解，破

22、壞閾值也較高，所以通常人們選用KTP晶體進(jìn)行類匹配來(lái)獲得綠光。常用于全固態(tài)紫外波段激光頻率轉(zhuǎn)換的晶體主要有BBO、 LBO 和 CLBO 等晶體。BBO 晶體從紫外到中紅外范圍內(nèi)的非線性頻率轉(zhuǎn)換的特性非常好，有較大的非線性系數(shù)，大的溫度容限，小的吸收系數(shù)及很高的損傷閾值，其主要不足是角度容限小。用于實(shí)現(xiàn)532nm 266nm激光頻率轉(zhuǎn)換的BBO 和 CLBO 晶體均為優(yōu)良的紫外非線性晶體。表3-2 是目前經(jīng)常接觸到的倍頻晶體的性能參量。前景與展望實(shí)驗(yàn)成果的應(yīng)用倍頻晶體是重要的光子材料，利用激光和晶體的非線性相互作用，來(lái)擴(kuò)展光纖激光器的有限的光譜范圍，是倍頻晶體最重要和最成熟的應(yīng)用。我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)

23、晶體的出現(xiàn)較晚，與國(guó)外相比還存在差距。隨著生物技術(shù)、信息技術(shù)、納米科技和環(huán)境科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在晶體的研究方面逐漸拉近了距離。但近年來(lái)我國(guó)科學(xué)家潛心鉆研，先后發(fā)現(xiàn)并合成了KBBF 、 SBBO、 TBO、 BABO、 KABO 等一系列深紫外新晶體，這些晶體均具有優(yōu)異的紫外倍頻性能。在其他領(lǐng)域中，非線性材料的倍頻晶體也得到了廣泛的應(yīng)用。例如，在光纖通信系統(tǒng)中用的最多的是作為光調(diào)制器和光波導(dǎo)用的LBO 晶體。當(dāng)然，光通信用的波導(dǎo)晶體 LBO 需要高光學(xué)質(zhì)量的單晶，其中Li O和 Nb O 的化學(xué)計(jì)量比嚴(yán)格控制在1:1。由于光網(wǎng)絡(luò)逐漸向全光方向發(fā)展，光集成技術(shù)將日趨成熟，與單晶硅大量用于集成電路的芯

24、片相似，未來(lái)的集成光路也需要大量的高質(zhì)量的晶片作為光子器件襯底（光芯片。目前，光纖激光器已經(jīng)實(shí)現(xiàn)800nm 2100nm波段的激光輸出，最大功率已達(dá)到萬(wàn)瓦量級(jí)，應(yīng)用也從光通信擴(kuò)展到激光打標(biāo)、激光加工、圖像顯示、生物工程、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。未來(lái)光纖激光器將會(huì)重點(diǎn)落在本身性能的提高和改進(jìn)上。比如通過(guò)選擇光器件，非線性的倍頻晶體，來(lái)提高輸出功率和轉(zhuǎn)換效率，優(yōu)化光束質(zhì)量，縮短增益光纖長(zhǎng)度，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性等等。在頻域方面，寬帶寬輸出并可調(diào)諧的光纖激光器也會(huì)成為未來(lái)研究的重心。4.2 理論研究的應(yīng)用綜上所述 ， 以 Yb:YAB 為基質(zhì)晶體的激光自倍頻實(shí)驗(yàn)獲得了很好的結(jié)果。Yb:YAB 晶體是目前自倍頻輸

25、出最高的激光材料， 因此 Yb:YAB 晶體有很大的發(fā)展?jié)摿蛷V闊的應(yīng)用前景。由于Yb3+離子從紅外到可見光區(qū)只有一個(gè)激光通道， 而其吸收與980nm 的 LD 相配合。故可利用Yb3+作為其他稀土離子如Er3+， Ho3+等的敏化劑， 嘗試生長(zhǎng) (Yb,Er 或 (Yb,Ho 雙摻的 YAB 晶體 ， 從而進(jìn)一步拓寬這一類激光自倍頻晶體的研究范圍， 豐富激光自倍頻晶體的種類， 探索新波段的激光光源。此外， 拉曼位移激光器是當(dāng)前獲得新波段激光的手段之一。H.M.Pask和 J.A.Piper6 曾報(bào)道采用LiIO3 作為Raman位移活性介質(zhì) ， 以一臺(tái) LD 泵浦 Nd:YAG 為光源 ， 通過(guò)一對(duì) Brewster片形成偏振， 聲光調(diào) Q(5-25kHz 產(chǎn)生脈寬為 2050ns的脈沖激光， 通過(guò) LiIO3 晶體后 ， 1064nm 的激光通過(guò)1 級(jí) Stokes效應(yīng)轉(zhuǎn)換為1155nm激光,當(dāng) LD 電流為 18A時(shí) ， 1155nm 激光的平均