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Nd：YVO_4/Cr～（4+）：YAG被动调Q锁模激光器及Nd：YVO_4晶体热效应研究

作　者: 周芳
导　师: 李健
学　校: 山东师范大学
专　业: 光学
关键词: 全固态激光器热效应 Nd:YVO4 Cr4+:YAG 被动调Q锁模
分类号: TN248.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

半导体(LD)端面泵浦全固态激光器,因其能够输出高质量的激光光束而成为近年来研究的热点。Nd:YVO4晶体是适于LD端面泵浦的晶体之一,它的吸收截面比较大,吸收带宽比较宽,但是因其导热性差、热效应明显,因而限制了Nd:YVO4晶体在大功率激光领域的发展,因此如何减少晶体热效应成为Nd:YVO4晶体研究热点。Cr4+:YAG晶体是1988年出现的一种新型的近红外宽带可调谐固体激光材料,具有良好的导热性能、稳定的物理化学性质、高的抗损伤阈值,利用Cr4+:YAG作为增益介质,已先后实现了连续、脉冲泵浦下的调Q、被动锁模、自锁模运转。因此Cr4+:YAG晶体在远距离传感、光通信、光谱学、医疗、激光技术等领域有着广泛的应用前景,成为近年来研究的热点。本论文就脉冲泵浦减少Nd:YVO4晶体热效应以及Nd:YVO4/Cr4+:YAG被动调Q锁模进行了理论和实验研究。论文的内容主要分为三部分:1.介绍了全固态激光器的发展;通过比较给出了LD端面泵浦全国固态激光器的特点;简单介绍了几种常用的、适于端面泵浦的激光晶体;阐述了今年来在LD端面泵浦固体激光器的热效应方面取得成果;就锁模的几种方式及Cr4+:YAG实现被动锁模的特点进行了介绍。2.介绍了Nd:YVO4晶体的特性,由四能级速率方程得到的连续泵浦时的输出功率的公式,并由理论计算给出了实验中实现最佳输出的条件。通过实验比较了不同腔、不同透过率、不同占空比时的输入输出图像;实验结果验证了理论计算的准确性,由实验结果给出了定性分析和定量计算的连续、脉冲泵浦时Nd:YVO4晶体的热效应,为今后的进一步深入研究打下基础。3.介绍Cr4+:YAG晶体的主要特点;对被动锁的涨落理论(或称为起伏模型)以及被动锁模过程中的基本物理过程进行了简介,并就被动锁模激光器的第二阈值以及利用Cr4+:YAG晶体进行被动锁模过程中激光晶体的自聚焦作用进行说明;介绍了Cr4+:YAG晶体的性质尤其是其饱和吸收特性,并从速率方程出发分析了

全文目录

中文摘要  5-7
英文摘要  7-9
第一章导论  9-21
  1.1 全固态激光器的发展  9-10
  1.2 LD 泵浦全固体激光器  10-15
  1.3 Nd:YVO_4 晶体热效应的研究现状  15-17
  1.4 固体锁模激光技术  17-20
  1.5 本论文的主要工作  20-21
第二章大功率 LD 端面泵浦 Nd:YVO_4 晶体的热效应研究  21-45
  2.1 Nd:YVO_4 晶体的激光特性  21-23
  2.2 输出功率、斜效率、最佳输出透过率的理论计算  23-29
  2.3 Nd:YVO_4 晶体热效应的实验及理论研究  29-44
  小结  44-45
第三章 Nd:YVO_4/Cr~(4+):YAG 被动调 Q 锁模的研究  45-68
  3.1 被动锁模理论简介  45-49
  3.2 Cr~(4+):YAG 晶体的基本性质  49-51
  3.3 Cr~(4+):YAG 晶体的可饱和吸收特性的研究  51-53
  3.4 Cr~(4+):YAG 被动调 Q 锁模理论设计  53-56
  3.5 Nd:YVO_4/Cr~(4+):YAG 被动调 Q 锁模实验研究  56-67
  小结  67-68
全文总结  68-69
参考文献  69-75
攻读硕士期间发表的论文  75-76
致谢  76

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