基于Nd:YAG/Cr:YAG键合晶体的被动调Q微片激光器

王 运，王勇刚，刘思聪，陈兆哲，王慧中，黎 巍

(陕西师范大学 物理学与信息技术学院，陕西 西安 710119)

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被动调Q固体激光器由于其简单的结构、低廉的价格，以及较大的峰值功率和单脉冲能量，被广泛的应用在激光雷达、生物医疗、环境监测、材料加工、激光点火等领域[1-3]。可饱和吸收体是被动调Q固体激光器中至关重要的器件。现阶段主要用于被动调Q固体激光器的可饱和吸收体包括染料吸收体[4]、色心晶体[5]、半导体可饱和吸收镜[6]、掺Cr4+晶体[7-9]、二维材料[10-12]等。Cr4+:YAG晶体由于其在1 μm波段具有较高的损伤阈值，较好的热稳定性，较大的吸收截面，以及较长的使用寿命等特点，被广泛认为是小型全固态激光器的理想被动Q开关[1,13]。为了获得更小型化的激光器和更好的激光输出性能，通常将增益介质和可饱和吸收体连接在一起。Nd:YAG/Cr:YAG晶体就是利用晶体键合技术将Nd:YAG晶体与Cr:YAG晶体接合在一起，形成一块整体。这样的结构相比于传统分离晶体的结构具有明显的优势，比如更弱的热效应，更小的腔长等[14]。由此可以得到更窄的脉冲激光输出，以及更加小型化的激光器[15]。从1994年美国林肯国家实验室首次报道了基于Nd:YAG/Cr:YAG键合晶体的被动调Q微型激光器[16]，经过若干年的发展，现在关于Nd:YAG/Cr:YAG键合晶体被动调Q固体激光器的研究也愈发的成熟。2014年，北京工业大学报道了一种被动调Q微型激光器，分别采用[100]切割Nd:YAG和[110]切割Cr4+:YAG晶体作为激光增益介质和被动调Q晶体，在重复频率100 Hz时，获得单脉冲能量5 mJ、脉冲宽度12.98 ns的激光输出[17]。……