本文章介绍了一种利用MoS2作为可饱和吸收体的被动调Q激光器的内部结构和设备性能。
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MoS2作为可饱和吸收体的被动调Q激光器
实验装置的示意图如图所示：在 Tm,Ho:YAlO3 (Tm,Ho:YAP) 晶体中，Ho3的5I7→5I8激光跃迁用于实现2 μm波长范围的激光发射。 Tm,Ho:YAP 晶体用于具有155毫米物理腔长的谐振腔。晶体的端面镀有790-800nm和 1.9-2.2 μm的涂层，反射率小于0.5%。一个装有液氮的杜瓦瓶被设计用来将激光晶体冷却到 77 K 的温度。
两个激光二极管的中心输出波长分别为 794.1 nm 和 794.0 nm，对应的输出功率分别为20 W和20.1 W。用作Tm,Ho:YAP 激光器的泵浦源。实验中 LD的温度选择为 298.15 K。每个LD的输出功率通过纤芯直径为400μm、数值孔径为0.22的光纤耦合，通过调节LD的温度获得LD的中心输出波长。
来自LD的泵浦激光通过准直和聚焦透镜重新聚焦在激光晶体的两个端面上，准直和聚焦透镜的焦距分别为35 mm（准直透镜）和75 mm（聚焦透镜）。泵浦点（直径 857.1 μm）放置在 Tm,Ho:YAP 晶体的输入表面。在1.9–2.2 μm 处涂有30%（5%、7%、10%、20%、25%、30% 和 35%）透射率的平面镜是激光器的输出耦合器 (OC)。曲率半径为 300 mm 的平凹镜 (M2) 在 790-798 nm 处镀有高透射率 (T > 98.0%) 镀膜，两面镀膜为 1.9-2.2 μm凹面上的高反射率 (R > 99.5%) 材料。平面 45° 反射镜用作二向色镜 (M1)，在 790-810 nm 处涂有高透射 (T > 99.0%) 材料，在1.9-2.2 μm 处涂有高反射 (R > 98.0%) 材料。熔融石英AO Q开关用于有源Q开关实验，长度为 46 mm，最大射频 (RF) 功率为50 W；它的重复频率可以从1 kHz 调整到50 kHz.。被动调Q实验采用MoS2 材料的可饱和吸收体。以CaF2晶体制成的镜面作为可饱和吸收体的衬底，选用MoS2晶体作为可饱和吸收体的材料。用旋涂机将溶解在乙醇中的MoS2 材料涂在CaF2 镜面的一个表面上。
使用 MoS2 材料作为可饱和吸收体时，获得了3.3 W的平均输出功率和 23.1 μJ的脉冲能量。在2 W的输出功率下实现了M2x =1.06和M2y =1.06的光束品质因数。
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相关文献：
Activepassive Q-switching operation of 2 μm Tm,HoYAP laser with an acousto-optical QswitchMoS2 saturable absorber mirror
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