Output characteristics of frequency doubled laser diode pumped actively Q-switched Nd:YVO4 laser has been investigated. Continuous wave semiconductor laser with wavelength of 808 nm was used as an excitation source to pump the Nd:YVO4 laser. Nonlinear optical medium LBO (lithium triborate: LiB3O5) was installed outside the resonator for the purpose of second harmonic generation. The Nd:YVO4 laser beam was focused into the LBO crystal. We investigated the output characteristics of the laser with the variation of duty of Q-switch driver, temperature of LBO crystal. And we used three kinds of focusing lenses with different focal length for focusing the fundamental laser beam into the LBO crystal. Center wavelength and line width of the frequency doubled laser beam were measured to be 532 nm and 5.35 nm, respectively. Maximum average output power of 2.37 W at the 1064 nm has been measured with the 90% duty. And the average power of 532 nm which was reflected from 45°mirror after passing through LBO crystal was 0.95 W. For the repetition rate of 10 kHz and the peak power of 12.3 kW, the pulse width has been measured to be 7.7 ns. And the pulse energy was 950×10-4 mJ. The conversion efficiency from 1064 nm to 532 nm was 36.8% at the same condition. When temperature of LBO crystal was 149.2°C, the maximum conversion efficiency was 55.23% at 10 kHz repetition rate. The pulse energy was 720×10-4 mJ at 0.72 W average power and the peak power was 7.8 kW at 9.2 ns pulse width. Three kinds of focusing lenses with the focal length of 30 mm, 35 mm, 60 mm have been used for the experiment. The maximum conversion efficiency could be obtained by using the shortest one.
본 논문에서는 반도체 레이저 여기 능동형 큐-스위치 Nd:YVO4 레이저의 2차 조화파 출력특성에 대하여 연구하였다. 808 nm의 연속 발진 반도체 레이저를 여기광으로 이용하여 단면 여기 Nd:YVO4 레이저를 구성하였다. 구성된 공진기 외부에 비선형 광학 매질 LBO(lithium triborate: LiB3O5)를 설치하여 Nd:YVO4 레이저 빔을 LBO로 집속시킨 뒤에 2차 조화파에 대하여 Duty 변화에 따른 출력특성, LBO 온도 변화에 따른 출력특성, 렌즈변화에 따른 출력특성에 대해서 나타내었다. 2차 조화파 출력의 중심파장과 반치폭은 각각 532 nm와 5.35 nm로 측정되었다. 실험결과 duty 90%일 때 1064 nm의 최대 출력 2.37 W를 얻을 수 있었고 LBO결정을 통과한 후 45° mirror를 통해서 반사된 532 nm의 평균출력은 0.95 W였다. RF 반복율이 10 kHz일 때 펄스 폭은 7.7 ns로 측정되었으며, 펄스에너지는 0.95×10-4 J, 첨두출력은 12.3 kW 였다. 이때 변환효율은 36.8%이었다. LBO 온도에 따른 최대 변환효율은 초점 거리 30 mm의 Plano-convex 렌즈에서 LBO 위상정합의 온도가 149.2°C 일 때 55.23%로 나타났고 평균출력은 0.72 W였다. 이때의 RF 반복율은 10 kHz였으며 펄스폭은 9.2 ns, 펄스에너지는 0.72×10-4 J, 첨두출력은 7.8 kW이다. 렌즈변경에 따른 출력특성을 알아보기위해서 초점거리가 30 mm와 35 mm와 60 mm인 세 종류의 렌즈를 사용하였다. 이중에서 초점거리가 짧은 것을 사용할 때 최대변환 효율을 얻을 수 있었다.