掺镱钒酸盐晶体(Yb:YVO4,Yb:GdVO4,Yb:LuVO4)是近两年出现的一类颇具应用前景的激光介质。这类晶体产生的激光振荡呈现出一些独特的新现象,如偏振态随着激光功率水平和其它激光运行参数而变化,在一定功率范围两个线偏振态可以共存;c-切向晶体能够产生和支持线偏振的激光振荡;激光运转存在光学双稳态行为等。本项目将从实验和理论两方面对这些现象及其形成的物理机制做系统的深入研究,可望揭示出这
激光振荡的偏振态在激光的许多实际应用中发挥着关键作用。近年来对Yb:GdVO4晶体激光振荡性质的研究表明,当输出功率变化时,其偏振态不是固定的,而会发生偏振态的转变以及两个偏振态的共存现象。本项目旨在对这类激光振荡偏振态的异常变化进行研究,以揭示其产生原因和变化规律。本项目的研究工作获得如下结论在现有的三种Yb:钒酸盐晶体中,偏振态的异常变化只出现在Yb:GdVO4晶体的激光振荡中,而在Yb:YVO4 和Yb:LuVO4晶体所产生的激光振荡中并未发现偏振态的类似变化;含有Gd组分的钒酸盐混晶所产生的激光振荡,不仅继承了Yb:GdVO4晶体的激光特性,普遍存在着偏振态的转变以及两个偏振态的共存行为,而且呈现出另外一些有趣的新现象,包括存在双阈值、极强的光学双稳态效应等;Yb:YCa4O(BO3)3和Yb:GdCa4O(BO3)3晶体的激光振荡偏振态变化依赖于晶体的主轴切向,Y-切向晶体所产生的激光振荡偏振态由输出耦合透过率的大小决定。这类偏振态的异常变化归因于晶体光谱各向异性所导致的不同偏振态的增益截面随波长的变化不同。