1实验装置与结果
快轴发散角为25，慢轴发散角为10，高输出功率为2.5W，中心波长为808nm，输出泵浦光束直接耦合进入NdYAG/Cr 4+ YAG，键合晶体NdYAG/Cr 4+ YAG晶体端面1镀808nm增透与1064nm高反双色膜，端面2镀1064nm增透膜，晶体端面1同时作为808nm耦合输入和激光谐振腔的全反镜，与输出镜端面2共同构成激光谐振腔，NdYAG/Cr 4+ YAG晶体固定在金属架中，利用自然散热即可，由单块晶体构成的谐振腔腔长很短，仅有1.5mm，考虑一定的热透镜效应的影响，由谐振腔计算结果可得这种激光器的腔内基模光斑半径为100m，通过简单的计算可以知道要使泵浦光与基模激光模体积有大的交叠就需要尽量减小工作物质与泵浦源之间的距离，需要注意的是，间距过小有可能造成膜面损伤，所以本实验中选用的间距约1mm.这种直接紧泵浦方式与传统的端面泵浦耦合方式不同，没有传输泵浦光的耦合系统，所以这是一种全新的端面泵浦方式，可以大程度地减小激光器的光学体积。
随着注入功率的增加，激光的输出功率与频率大体上是线性增加的过程，同时保持脉冲能量与脉冲宽度基本不变，这与上面的理论分析结果是契合的。在1.66W泵浦时，获得输出功率68mW，输出能量8.7J，输出频率8kHz，光光效率4.1.一个有趣的现象是当泵浦功率增加的初始阶段，输出脉冲能量有一个增加的过程，然后才保持恒定。分析其原因，主要应是紧耦合的方式中泵浦光没有经过任何整形与压缩的处理，泵浦光的X，Y两维方向在工作物质内传播过程中的光斑分布、发散角、宽度均不一致，模式匹配方式非常复杂，也无法实现完全的与基模体积重叠，所以随着注入功率的增加，一些低阶横模也会产生振荡。上述的现象恰恰反映了这一过程，是在1.5W泵浦时采集的激光脉冲波形，脉冲宽度876ps，频率7.5kHz脉冲波形光滑平整，没有跳模产生的抖动现象。
当注入功率较高时，激光输出模式不再是单横模，所以不能肯定此时的激光为单纵模，此时的单纵模特性目前无法通过F-P腔谐振方法得到的示波器波形来验证。输出激光频率太高，在一个扫描周期内会采集到很多个脉冲的纵模，因为微片激光器谐振腔短，腔长变化量受温度影响非常大，纵模漂移很快，这些纵模不重合，所以一幅示波器波形上会有很多条直线，无法判断其来自不同脉冲还是同一个脉冲的不同纵模，如果利用温度控制来稳定纵模的漂移应该可以解决这个问题。由于被动Q开关选模就是一种自然模式竞争的结果，在振荡建立的过程中，只有少数靠近中心频率的纵模具有较高的增益，其强度增大速度比其他模式快，从而使损耗比其他模式小，这实际上增强了模式竞争效果，再加上前述的纵模间隔较大的条件，我们认为在较高功率注入情况下，输出激光仍为单纵模。
测量激光输出的偏振特性，偏振比大于1001，为线偏振输出，所以该激光输出也非常适合作为倍频器件的基频光。
2结论
本文采用NdYAG晶体为工作物质，Cr 4+ YAG被动调Q，键合后的单块晶体构成总腔长仅为1.5mm的激光谐振腔，并且采用直接紧耦合的新型泵浦方式，整体激光器的光学体积（不包括电源与冷却结构）小于1cm 3，获得了重复频率8kHz，峰值功率8.3kW，脉冲宽度876ps，M 2 =2的单纵模、线偏振激光输出，可应用于远程测量、三维成像、环境监测、医学等诸多领域。
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