实验装置实验中LD泵浦源输出功率为4W，选用从上海光机所购买的Yb∶YAG晶体，晶体尺寸3mm×3mm×3mm，掺杂浓度为10%，布儒斯特角切割1采用X型折叠腔，如，焦距f是为45mm的聚焦透镜，折叠镜M1M2是双月形透镜，双月形透镜可以有效减小对泵浦光的发散度，M3为曲率半径R=30mm全反镜1完全象散补偿时腔参数如下：L21=L22=39mm，两臂长度L1=L3=400mm，此时子午面和弧矢面的光斑大小分别为：ωt=57.6μm，ωs=58.4μm1折叠角为6.8°在最佳腔参数下，分别采用透射率为0.2%，1%和2%的耦合输出镜进行连续运转实验，比较三者的功率输出，如1从中可以看出，1%的耦合输出镜有最高斜效率。
此外，用于被动锁模的半导体饱和吸收镜SESAM1和SESAM2由中国科学院半导体所提供，且设计是相同的1实验结果与分析连续光输出实验发现，连续运转时输出波长并不是固定的，而是随着泵浦光功率发生变化1表明当泵浦光功率从1W变化到4W时，激光输出波长从1050nm逐渐过渡到1030nm1就是说，弱泵浦时1050nm波长在模式竞争中处于优势地位，而强泵浦时1030nm波长在竞争中处于优势地位1原因在于，中，Yb∶YAG的发射谱中心波长位于1030nm处，但由于吸收谱在该波长处与发射谱有重叠，存在自吸收效应，低泵浦功率时，自吸收效应影响明显，并不容易形成该波长的激光振荡1尽管1050nm波长处发射截面明显小于1030nm，但是这个波长几乎不存在自吸收效应，所以低功率泵浦时1050nm波长更容易形成激光振荡，如（a）、（b）1随着泵浦光功率不断增加，1030nm波长处增益变大，相比较而言自吸收效应影响变弱，所以增加泵浦光功率，具有大发射截面的1030nm波长激光形成振荡而抑制了1050nm波长的激光输出，最后得到1030nm波长。
r激光输出，如（c）、（d）13.21030nm波长被动锁模脉冲输出插入SESAM1，没有锁模时，观察到输出光谱在1030nm和1050nm之间抖动，两个波长之间并没有其他波长光的存在1但是稳定锁模时观察到只有1030nm光的输出，中给出连续运转同稳定锁模时的光谱对比1此时泵浦光功率4W，锁模平均输出功率为80mW，脉冲重复频率为178.6MHz，用示波器监测的锁模状态如，时间间隔分别为5μs和5ns1030nm波长处CW输出和稳定锁模时的光谱3.31050nm波长被动锁模脉冲输出用SESAM2替换SESAM1，调节至稳定锁模状态，用光谱仪观察其光谱情况，发现用SESAM2稳定锁模时波长在1050nm处，连续运转同稳定锁模时的光谱比较如1给出锁模状态图，稳定锁模时重复频率为190.24MHz，平均输出功率为60mW1也就是说，实验中泵浦光功率为4W时，采用同样的谐振腔，分别得到两种波长的稳定锁模脉冲1我们认为，由于插入的两片SESAM在实际生长的过程中，其布喇格反射谱偏离中心波长，SESAM1反射谱偏向于短波长，而SESAM2反谱偏向于长波长，所以实验中采用不同的SESAM时，可以分别得到1030nm和1050nm两种波长的锁模脉冲。
结论在LD直接泵浦Yb∶YAG激光器中，由于在1030nm波长处存在自吸收效应的影响，而1050nm波长处几乎不存在自吸收效应，所以泵浦功率增加的过程中，出现了1050nm和1030nm两个波长的竞争1利用SESAM锁模时，由于实际生长过程中两片SESAM布喇格反射谱的偏移，我们分别得到1030nm和1050nm两个波长稳定锁模激光输出，输出功率分别为80mW和60mW，重复频率为178.6MHz和190.24MHz。 |
