关于双频微片激光器的输出特性仿真

章迪

摘要：本文主要仿真出雙频微片激光器的的输出特性，从而模拟激光器在真实环境下的输出数据。

关键词：双频激光器；仿真；MATLAB

1 本文的目的及意义

近年来，LD 泵浦双频 Nd：YAG 激光器成为发展大频差、超大频差双频激光器的主要研究对象。因为 Nd：YAG 晶体在室温下的荧光线宽约为 150～180GHz，具有各向同性的特性，LD 泵浦 Nd：YAG 激光器容易实现基横模输出，并且阈值低，斜效率高，输出功率稳定，为发展大频差、超大频差双频激光器提供了条件。

由于双频激光干涉系统测量速度的快慢和测量精度的高低对于双频激光器频差的大小依赖性大，那么频差尽可能大的双频激光光源就显得非常需要，因此研究大频差和超大频差双频激光器意义重大。

2 理论模型

微片激光器一般是通过在激光增益介质两端镀膜来形成谐振腔的，所以其腔长一般比较短，易于实现单纵模激光输出。根据谐振腔原理可知，光在谐振腔内振荡形成驻波场，其本征频率满足条件：v=qc/2Ln，其中q=1，2，3…为轴向模或纵模的阶数，c 为真空中的光速，L 为激光器腔长，n 为增益介质的折射率。因此相邻纵模间的频率差。

对于荧光谱宽为的激光增益介质，振荡时最多纵模数为：

因此激光器单纵模振荡条件为。对于荧光普宽为的Nd：YVO4微片晶体，则需要腔长L<0.64mm；当最多两个纵模起振时，则需要腔长L<0.96mm。

3 MATLAB仿真结果

此为初始条件nint=[0.89；0.89；0；0]，抽运脉冲速率wp=9，泵浦脉冲宽度tp=2.4*10^（-6），连续抽运脉冲Wd=2.95下的双频微片激光器的仿真波形，由此可见图中产生了两个脉冲，并有两个波形同时输出，但是两个波长的峰值不同，它们之间有一个高度差，这称为光强差。……