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　　高平均功率全固態(tài)調(diào)Q355nm激光器在微電子、激光加工、科研等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，如在電路板加工與立體印刷方面。電路板加工要求紫外激光在高重復(fù)頻率時(shí)提供大于300uJ的脈沖能量;立體印刷技術(shù)要求的是平均功率（一般在0.4~1W之間）。而一般的激光材料加工要求的平均功率在5~10W水平。美國(guó)光譜物理公司抽運(yùn)Nd:YVO_4激光獲得了12W，30kHz的355nm激光；日本三菱公司獲得了18W25kHz的Nd:YAG355nm激光。我們采用雙棒串接熱致雙折射補(bǔ)償諧振腔設(shè)計(jì)臨界相位匹配KTP和LBO警惕，經(jīng)過(guò)初步實(shí)驗(yàn)，獲得了3.4W，4kHz的三倍頻輸出。

　　實(shí)驗(yàn)裝置如下：諧振腔采用雙棒串接配置。兩個(gè)激光頭為側(cè)面抽運(yùn)的Nd:YAG，二極管陣列從三向?qū)ΨQ抽運(yùn)，每個(gè)激光頭所用的陣列最大輸出功率180W，Nd:YAG棒長(zhǎng)64mm，直徑3mm，摻雜0.6at.-%。Q開(kāi)關(guān)是NEOS公司生產(chǎn)的，中心頻率27.12MHz，1~50kHz可調(diào)。兩個(gè)激光頭之間加90度旋光片用來(lái)補(bǔ)償熱致雙折射。根據(jù)最大抽運(yùn)時(shí)激光晶體中的熱透鏡大小，腔設(shè)計(jì)時(shí)使抽運(yùn)最大時(shí)模體積上升，因此在沒(méi)有光闌限模的情況下，不損失激光功率，而獲得叫好的模式。在10kHz時(shí)，1064nm最大輸出功率為75W，M^2≈3.9，脈寬小于80ns，此時(shí)空間強(qiáng)度分布見(jiàn)圖1。4kHz時(shí)，最大輸出為60W。采用KTPⅡ類臨界相位匹配腔外倍頻（θ=〖90〗^o，Φ=23.5^o，晶體尺寸3mm*3mm*8mm），在4kHz時(shí)獲得532nm綠光輸出達(dá)16.2W，脈寬小于40ns。

　　三倍頻采用LBO晶體Ⅱ類臨界相位匹配，室溫下（300K）匹配角42.6^o，Φ=〖90〗^o，有效非線性系數(shù)d_eff=-0.532pm/V。此時(shí)，走離角為9.35mrad，根據(jù)532nm光源的功率密度，晶體長(zhǎng)度為15mm。為防止激光返回，沿Φ方面切了楔角。

　　LBO晶體的折射率方程對(duì)溫度非常敏感，允許溫度只有3.47K·cm，匹配角以及非線性系數(shù)隨溫度變化很大；而且LBO晶體的熱導(dǎo)率只有0.035W/cm·K（YAG熱導(dǎo)率的1/4），因此控溫是非常重要的。實(shí)驗(yàn)中也觀察到溫度退化效應(yīng)：電流加大后，三倍頻光輸出先升上到一個(gè)高值，然后逐步下降一個(gè)很大的值。這種現(xiàn)象在加水冷后有很大的改觀，熱穩(wěn)過(guò)程中甚至有一個(gè)小幅度上升。

　　圖2是綠光與紫外光隨基頻功率的變化曲線，24A時(shí)，基頻1064nm約60W，355nm輸出達(dá)3.4W，基頻-三倍頻轉(zhuǎn)換效率為5.6%。

　　值得指出的是，雖然腔內(nèi)三倍頻可能做到更高的效率，但腔外三倍頻更可能實(shí)用。因此在國(guó)際工業(yè)應(yīng)用中常常要求激光波長(zhǎng)的方便切換，比如打標(biāo)機(jī)對(duì)不同材料需要不同的波長(zhǎng)，而腔外三倍頻與腔內(nèi)三倍頻相比容易做到切換波長(zhǎng)時(shí)即插即用。