2023年11月29日，光学与激光技术期刊《Optics & Laser Technology》刊发了本课题组题为“Elliptically polarized, nanosecond dual-pulse Raman laser with tunable pulse interval and pulse amplitude ratio”的文章。该文章是由2021级博士研究生张立，2021级硕士研究生赵琳，和2020级博士缪宇杰在董俊教授的指导下完成。

   近年来，在一个激光系统中产生脉冲间隔为纳秒级的双脉冲激光器因其在激光诱导击穿光谱、激光钻孔、激光医疗和大气检测等领域具有显著的应用优势而引起了广泛的研究兴趣。传统的双脉冲激光产生需要额外引入偏振分束器、波片、普克尔斯单元等许多光学元件控制腔损耗，使得结构复杂、效率低且成本高昂。本文中采用了被动调Q Yb:YAG/YVO₄拉曼激光器，利用受激拉曼散射效应对基频光脉冲的调控作用，在紧凑简易的腔型中实现了脉冲间隔和脉冲幅度比可控的纳秒级双脉冲拉曼激光输出。通过改变入射泵浦功率，脉冲间隔调节范围为36.3 ns至63.1 ns，对应的卫星脉冲与主脉冲的脉冲幅度比从0.1变化至1.1。在入射泵浦功率为4.9 W时，获得了等脉冲振幅的双脉冲拉曼激光输出，对应的脉冲峰值功率为1.7 kW，脉冲间隔为40.2 ns。此外，通过调节泵浦功率，拉曼激光呈现出椭圆偏振态，对应的椭圆度从0.08变化至0.54。本工作提供了一种产生具有椭圆偏振态、可调脉冲间隔和可调的卫星脉冲脉冲和主脉冲之间的峰值幅度比的双拉曼激光的有效方法，有助于扩展双脉冲激光器在LIBS、材料加工、医疗等领域的应用。

图1：Yb:YAG/Cr⁴⁺:YAG/YVO₄被动调Q拉曼激光器的实验装置，用于产生双脉冲拉曼激光器。M1为后腔镜，OC为输出耦合镜。FL：基波激光，RL：拉曼激光

图2：双脉冲拉曼激光器的典型轮廓(a) P_in = 1.3 W, (b) P_in = 1.9 W, (c) P_in = 2.9 W, (d) P_in = 3.9 W, (e) P_in = 4.9 W, (f) P_in = 5.9 W。

图3：脉冲间隔及卫星脉冲与主脉冲的脉冲幅值比与P_in的变化关系

图4：(a) P_in= 4.9 W下典型的脉冲序列

 (b) P_in= 4.9 W下的双脉冲拉曼激光和基频激光的脉冲波形

图5：(a)P_in = 2.9 W和P_in = 5.9 W下拉曼光通过线偏振片后的归一化透射功率

 (b) P_in = 2.9 W（红色实线）和P_in = 5.9 W（蓝色实线）下椭圆偏振拉曼激光的偏振轨迹

原文链接：Elliptically polarized, nanosecond dual-pulse Raman laser with tunable pulse interval and pulse amplitude ratio - ScienceDirect