578nm声光调QNd:YLF/KGW/LBO拉曼黄光激光器

    光谱范围在550590nm的黄色相干光源在多个领域有广泛应用，如激光纳导星、医学和生物医学科学等。特别是577±4nm的黄光源在治疗眼部疾病和皮肤病方面具有优势。目前产生黄光的技术有多种，但都存在一些局限性。受激拉曼散射与二次谐波产生相结合的二极管泵浦掺钕固态激光器被认为是产生黄光的有效方法。

    一、技术创新点
    高功率与高能纳秒脉冲：通过声光调QNd:YLF/KGW拉曼激光器的腔内二次谐波产生，实现了578nm的高功率和高能纳秒脉冲固态黄激光。在51W的注入泵浦功率下，578nm处的最大平均输出功率达到4.5W，重复率为5kHz，脉冲持续时间为6.7ns，光功率转换效率为8.8%。在1kHz重复率下，脉冲能量提高到3.6mJ，对应5.6ns的脉冲持续时间和高达660kW的峰值功率。
    热效应管理：采用多段Nd:YLF晶体提高热断裂泵浦极限，并用球面透镜补偿π偏振光束的负热透镜效应，显著提高了功率和效率。

    二、实验装置与原理
    泵浦源：120W连续波光纤耦合激光二极管，中心波长调谐到880nm左右。
    激光增益介质：多段Nd:YLF晶体，其纵向温度分布更平滑，断裂极限激光强度更高。
    调Q：由声光调制器完成，驱动频率为27.12MHz。
    拉曼增益介质：KGW晶体，具有高损伤阈值、较大的拉曼增益系数和强拉曼振动模式。
    二次谐波产生：I型临界相位匹配LBO晶体，用于将1156nm的第一斯托克斯激光转换为578nm的黄光。

    三、性能优化
    热透镜效应补偿：插入f=300mm的平凸球面透镜补偿Nd:YLF晶体中的负热透镜效应，提高模到泵浦的重叠效率和拉曼转换效率及倍频转换效率。
    脉冲特性：随着泵浦功率增加，黄光脉冲宽度下降，峰值功率提高。在全入射泵浦功率下，脉冲宽度分别下降到9.5ns和6.7ns左右，峰值功率高达66kW和134kW左右。

    四、应用前景
    该578nm拉曼黄光激光器在治疗皮肤病、眼部疾病和其他疾病方面具有巨大潜力，特别是在需要瞬间高能破坏靶组织的治疗方面，如黄斑水肿和血管疾病。
    这项研究为高功率和高能黄光激光器的发展提供了重要参考，有望推动其在医学和生物医学等领域的广泛应用。