紫外激光具有单光子能量大、易聚焦的特点, 且大多数材料对其吸收较强, 在标记、复合材料切割、钻孔、精细加工等领域有着广泛的应用。本文报道了一种基于1 064 nm红外光, 采用非线性光学频率变换技术实现10 W、355 nm紫外脉冲激光输出的全固态实验装置。实验中设计了用888 nm半导体激光器端面泵浦的结构紧凑、功率稳定、光斑质量好的“Z”型声光调Q 1 064 nm谐振腔, 再利用腔外倍频、腔外和频技术得到355 nm紫外激光。当输入的泵浦功率为80 W、重复频率为50 kHz时, 得到了平均输出功率为10 W, 光束质量为M2x=1.13, M2y=1.02的355 nm紫外脉冲激光, 泵浦光到紫外光的光-光转化效率为12.5%。

为了提高激光损伤阈值，采用离子束辅助电子束成膜的方法制备具有355，532，1064 nm三个波长的高反膜。首先使用Lambda950型分光光度计对薄膜样品的光谱性能进行测试，然后验证不同的基底材料及不同的基底清洗工艺对薄膜激光损伤阈值的影响，最后在不同的工作真空度下对薄膜的弱吸收能力和激光损伤阈值等进行较为系统的研究，分析薄膜的弱吸收能力与激光损伤阈值之间的联系。结果表明，三个波长下的反射率均满足全固态355 nm紫外激光器所要求的光学性能指标，当工作真空度增加到一定程度时，薄膜的激光损伤阈值与弱吸收值不再是对应的关系，而是存在一个最佳值，说明该高反膜可以用于全固态355 nm激光器中的反射镜。

报道了一种利用中心波长为915 nm的激光二极管（LD）泵浦的中心波长为355 nm的高稳定性全固态紫外激光器。在该激光器中，将中心波长为915 nm，线宽为5.3 nm的LD作为泵浦源，端面泵浦Nd∶YVO₄晶体，并将两块LBO晶体分别作为二倍频和三倍频晶体。采用V型平凸非稳腔结构和声光调Q方式，获得了稳定运行的中心波长为355 nm的全固态紫外激光器。当重复频率为30 kHz，泵浦功率为45 W时，紫外激光器的输出功率为3.7 W，脉冲宽度约为13 ns，光光转换效率约为8.2%，光束质量因子M²小于1.2且在6 h运行时间内，输出功率稳定性（峰峰值）小于4.5%。

摘要：本文报道了分别采用腔外倍频腔外和频技术以及腔内倍频腔内和频技术实现高功率紫外脉冲355 nm激光输出。采用腔外倍频腔外和频结构,在泵浦功率26 W,重复频率49 kHz时,获得了平均功率3.8 W的355 nm紫外脉冲激光输出,从泵浦光到紫外光的光-光转化效率14.6％,光束质量为M2x=1.44,M2y=1.13,可在250 h内连续不间断稳定激光输出。采用腔内倍频腔内和频结构,在泵浦功率20.9 W,重复频率42 kHz时,获得了平均功率3.2 W的355 nm脉冲激光输出,光-光转化效率15.3％,光束质量为M2x=1.10,M2y=1.13,连续不间断稳定激光输出时间超过1 500 h。

为实现大口径折反式355 nm激光接收系统的装调,提出了局部针对性的调试方法。 两镜系统采用波长为355 nm和632.8 nm、镜间距一致的4D干涉仪自准直调试法;透镜组采用355 nm激光器 和干涉仪前置镜头组成的自准直检测光路调试法。调试后得到两镜系统波像差均方根(RMS)为 0.2026λ, 满足设计指标0.2λ(λ为632.8 nm)的要求;透镜组调试后,理论后截距与自准直检测 后截距差值在设计指标容差范围内。两镜系统与聚 焦透镜组系统组合调试后,像方与物方焦点重合,接收系统调试满足设计要求。所提方法降低了系统装 调难度,缩短了系统装调周期。

为了得到一种三倍频效率高达60%的355 nm脉冲激光器, 采用曲率半径分别为2 m的凹凸高斯镜和9 m的平凹全反镜组合作为谐振腔, 加以电光调Q, 得到1 064 nm高光束质量激光输出, 再将其进行行波放大, 获得重复频率10 Hz、脉宽7.3 ns、单脉冲能量1.01 J的1 064 nm基频光输出。利用 Ⅰ 类相位匹配LBO晶体进行二倍频、 Ⅱ 类相位匹配LBO晶体进行三倍频以得到波长为355 nm的紫外光输出。通过二倍频和三倍频输出特性和非线性晶体参数的分析和实验调试, 最终获得了单脉冲能量为608 mJ、脉宽为5.7 ns、线宽为2 nm的紫外激光输出。通过优化二倍频的转换效率, 可使1 064 nm基频光到三倍频得到的355 nm紫外光的转换效率达60%。

报道了一台高效高功率的腔内三倍频355 nm 紫外激光器。倍频与和频均采用II 类相位匹配方式。选择谐波的偏振方向以提高1064 nm 基频光到355 nm 三倍频光的转换效率。在一个简单的线性谐振腔中，采用一个激光二极管侧面抽运的Nd∶YAG 的模块，双声光Q 开关进行调制，以两块LBO 晶体分别作为倍频晶体与和频晶体。在10 kHz重复频率下，当抽运光功率约为623 W 时，获得最大输出功率为51.5 W 的355 nm 激光，脉冲宽度为36.5 ns，光-光转换效率大于8%。测得x 与y 方向的光束质量因子分别为M 2x =10.89，M 2y =12.32。

报道了一种由激光二极管抽运的Nd∶YAG/Nd∶YVO4 共轴双晶体的Cr∶YAG 被动调Q 激光器，利用这种方式相比于传统的Nd∶YAG/Cr∶YAG 激光器提高了输出激光的偏振比，在非线性频率变换过程中得到了更高的转换效率，当抽运功率为10 W 时获得了2.8 W 的被动调Q 1064 nm 激光输出，偏振比大于80∶1，激光重复频率为15 kHz，脉冲宽度为7 ns，采用LBO 作为非线性频率变换晶体，最终获得了223 mW 的355 nm 紫外激光输出。

报道了一台激光二极管(LD) 端面抽运Nd∶YVO4晶体腔内倍频和腔外和频相结合的声光调Q准连续355 nm 紫外激光器。采用LD端面抽运双侧翼键合YVO4基质的Nd∶YVO4晶体, 在腔内置入Ⅰ类相位匹配的LiB3O5(LBO) 晶体进行倍频实现1 064 nm和532 nm双波长准连续激光输出, 通过消色差透镜将双波长激光聚焦耦合到Ⅱ类相位匹配的LBO 晶体中进行和频, 并采用双向和频光路, 获得了高效率、高光束质量、高重复频率的准连续355 nm 紫外激光输出。在抽运功率为28.6 W、重复频率为20 kHz时, 355 nm激光最大输出功率4.2 W, 脉宽为20.6 ns, 光-光转换效率为14.7%, 激光器光束质量因子Mx2和My2分别为1.29和1.23。

以355 nm激光器抽运源抽运合作拉制的国产双包层掺铒光纤（DC-EDF），获得了可见光及近红外波段的荧光输出。经实验测定，对于长约8 m的DC-EDF，在429 mW入纤功率抽运下，可见光区的荧光波长约从375 nm延续到800nm。荧光峰分别位于397.24、415.06、456.30、497.35、549.49、678.26 nm。近红外波段的荧光谱约从1429.25 nm延续到1667.75 nm，激发峰处于1551.76 nm。近红外波段荧光峰的位置和谱宽依赖于光纤长度，荧光谱宽经测定也随抽运功率的增加而加宽。实验结果证明355 nm激光可以作为掺铒光纤的一种抽运源，为传统掺铒光纤光源提供了一种新的抽运选择，也为新波段光源的开发提供了实验基础。