5.3-4 結論

總而言之，我們可以利用Nd：GdVO4成功地實現 1083nm脈衝式雷射、

1186nm拉曼雷射、1197nm拉曼雷射及 1186nm和 1197nm雙波長拉曼雷射。在 1083nm脈衝式雷射方面以穿透率為97%的Cr⁴⁺: Y AG當飽合吸收體晶體時，我們 能得到當入射功率為11.1Ｗ時，最大的輸出功率約為 2.1W，且光轉換效率為 19

％。以穿透率為95%的Cr⁴⁺: Y AG當飽合吸收體晶體時，1083nm脈衝式雷射的瞬 間脈衝能量得到的最大脈衝能量為 23.6μJ。在拉曼雷射方面，飽和吸收體以穿 透率為 95%最容易產生拉曼訊號。本實驗中 1186nm拉曼雷射、1197nm拉曼雷射 及 1186nm和 1197nm雙波長拉曼雷射的訊號都非常的弱，光轉換效率在 0.08

~0.003 左右。不過，這是我們可以遇期到的，因為在耦合輸入鏡M1 與輸出鏡M2 的鍍膜上，我們並沒有針對 1186nm或是 1197nm兩個波長有特別的設計。也因 此，1186nm和 1197nm兩波長在共振腔內損失的能量也就相當的多，而在輸出功 率也就接近於零。如果我們要讓1186nm和 1197nm兩波長的拉曼訊號變強，那麼 我們就必須在偶合輸入鏡及輸出鏡上鍍針對這兩個波長的高反射膜。這樣才能讓 1186nm和 1197nm兩波長有較強的輸出功率。

Wavelength(nm)

1050 1060 1070 1080 1090

Intensity (arb. units)

0

1050 1060 1070 1080 1090

Intensity (arb. units)

0

a-cut Nd:GdVO₄ 0.27%

S1:r=5mm,AR@808nm,R<0.2%

S2:r=504.7mm,HR@1123nm, R>99.9%+HT@808nmT>90%,

HT@1064nm T>80%

etalon

A,B,C,D mirror

LD

a-cut Nd:GdVO₄ 0.27%

S1:r=5mm,AR@808nm,R<0.2%

S2:r=504.7mm,HR@1123nm, R>99.9%+HT@808nmT>90%,

HT@1064nm T>80%

etalon

A,B,C,D mirror 圖5.2 平凹腔的單端激發式雷射實驗裝置圖

Mirror / T (%) 1083nm 1087nm 1064nm A 2.6981 1.5778 74.343 B 8.0015 5.0158 76.116 C 2.1795 0.98792 73.434 D 8.5 6.4 43.6 Mirror / T (%) 1083nm 1087nm 1064nm

A 2.6981 1.5778 74.343 B 8.0015 5.0158 76.116 C 2.1795 0.98792 73.434 D 8.5 6.4 43.6

表二 為 4 平面鏡(A, B, C, D)分別對 1064nm、1083n m、1086nm 的穿透率

Incident pump power at 808nm (W)

0 2 4 6 8 10 12 14

Average output power at 1083nm (W)

0 1 2 3 4

A mirror (T=2.7%) C mirror (T=2.2%)

圖5.3 為 1083nm 波長的平均輸出功率對入射激發光源功率的作圖

Wavelength (nm)

1082 1083 1084 1085 1086 1087

Intensity (a.u) Incident pump power at 808nm (W)

0 2 4 6 8 10 12 1

1083nm Average Power (W)

0

A-mirror 1083nm B-mirror

1083nm&1087nm

4

Wavelength (nm)

1082.0 1082.5 1083.0 1083.5 1084.0

Average output power (W)

0.0 Incident pump power at 808nm (W)

0 2 4 6 8 10 12 14

Average Power (W)

0.0

4 mirror -1083nm

Incident pump power at 808nm (W)

0 2 4 6 8 10 12 14

Output power at 1064nm and 1083nm (W)

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

Output power at 1064nm Total output power Output power at 1083 nm

圖 5.8 為用 A 鏡子當輸出鏡時，輸入功率對輸出功率的作圖

Incident pump power at 808nm (W)

0 2 4 6 8 10 12 14

Average output power at 1.08um (W)

0 1 2 3 4

output power at 1083nm output power at 1086nm total output power

圖5.9 為用 B 鏡子當輸出鏡時，輸入功率對輸出功率的作圖

圖5.10 為高功率的 1187nm 和 1197nm 雙波長拉曼雷射的實驗架構 a-cut Nd:GdVO₄ 0.27%

a-cut Nd:GdVO₄ 0.27%

LD

Cr :YAG T=90%& 95%& 97%

S1:r=5mm,AR@808nm,R<0.2%

S2:r=504.7mm,HR@1123nm, R>99.9%+HT@808nmT>90%,

HT@1064nm T>80%

etalon

A,B,C,D mirror

LD

Cr :YAG T=90%& 95%& 97%

S1:r=5mm,AR@808nm,R<0.2%

S2:r=504.7mm,HR@1123nm, R>99.9%+HT@808nmT>90%,

HT@1064nm T>80%

etalon

A,B,C,D mirror

Incident pump power at 808nm (W)

2 4 6 8 10 12

Output power at 1083nm (W)

0.0

Incident pump power at 808nm (W)

2 4 6 8 10 12

Repetition Rate at 1083nm (MHz)

0.00

Incident pump power at 808nm (W)

2 4 6 8 10 12

Pulse Energy at 1083nm (uJ)

8

Incident pump power at 808nm (W)

2 4 6 8 10 12

Pulse Width at 1083nm (ns))

0

Incident pump power at 808nm (W)

2 4 6 8 10 12

Peak Power at 1083nm (kW)

0.0

圖5.16 為 1083 nm 和 1197nm 的雷射光譜圖

Wavelength (nm)

1160 1180 1200 1220 1240 1260 1280 1300

Intensity (a.u.)

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000

1197nm

1186nm

圖5.17 為 1186 nm 和 1197nm 的雷射光譜圖 Wavelength (ns)

1000 1050 1100 1150 1200 1250 1300

Intensity (a.u.)

0 5000 10000 15000 20000 25000

1197nm 1183nm

圖5.18 為 1186 nm 和 1197nm 的雷射光譜圖 Wavelength (ns)

1000 1050 1100 1150 1200 1250 1300

Intensity (a.u.)

0 1e+6 2e+6 3e+6 4e+6 5e+6

1083nm

1186nm

Incident pump power at 808nm (W)

4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0 5.2 5.4 5.6 5.8

Output power at 1186m (uW)

0 20 40 60 80 100 120 140

圖5.19 為 1186nm Stoke 波長及 1083nm 的平均輸出功率對入射激發光源功率的 作圖

Incident pump power at 808nm (W)

4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0 5.2 5.4 5.6 5.8

Repetition rate (kHz)

0 2 4 6 8 10 12 14

圖5.20 為 1187nm Stoke 波長的重複率對入射激發功率所作的關係圖

Incident pump current at 808nm (W)

4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0 5.2 5.4 5.6 5.8

Pulse Energy at 1186nm (uJ)

0 5 10 15 20 25 30

圖5.21 為 1187nm Stoke 波長及 1083nm 的瞬間脈衝能量對入射激發功率所作的 關係圖

1083nm

Incident pump current at 808nm (W)

6.2 6.4 6.6 6.8 7.0 7.2 7.4 7.6 7.8 8.0 8.2

Average Power at 1197nm (mW)

0

Incident pump power at 808nm (W)

6.2 6.4 6.6 6.8 7.0 7.2 7.4 7.6 7.8 8.0 8.2

Repetition Rate (MHz)

0.00 0.01 0.02 0.03 0.04

圖5.24 為 1197nm Stoke 波長的重複率對入射激發功率所作的關係圖

Incident pump power at 808nm (W)

6.2 6.4 6.6 6.8 7.0 7.2 7.4 7.6 7.8 8.0 8.2

Pulse energy at 1197nm (uJ)

0 100 200 300 400 500

圖5.25 為 1187nm Stoke 波長及 1083nm 的瞬間脈衝能量對入射激發功率所作的 關係圖

1083nm 約13ns

1197nm 約8ns 1083nm

約13ns

1197nm 約8ns

圖5.26 為波長 1083mn 對 1197nm 的脈衝圖

在文檔中 摻釹釩酸鹽類晶體之自轉換受激拉曼雷射 (頁 47-62)