学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

太阳光泵浦Nd：YAG激光器的研究

作　者: 戚伟佳
导　师: 王晓华
学　校: 长春理工大学
专　业: 光学
关键词: 太阳光泵浦 Nd:YAG 聚光比锥形聚光腔有限元法
分类号: TN248
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 57次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

空间的太阳辐射不受昼夜气候影响,辐射能流密度大,可被用来直接或间接泵浦固体激光器。在间接泵浦时,将太阳光能转化为电能,用电激励半导体激光器,产生的半导体激光泵浦固体激光器。这样太阳光转化为激光的过程非常繁琐,效率偏低。利用直接泵浦则可以省略中间的能量转换过程,从而提高了光-光转换效率,简化了激光器结构和操作步骤。所以,利用太阳光直接泵浦激光晶体实现激光输出具有重要意义。本文首先阐述了太阳光直接泵浦Nd:YAG激光器的发展历史及应用前景。然后对空间太阳光辐射特点、Nd:YAG激光晶体的性质做了介绍,通过建立太阳光谱离散化模型对Nd:YAG激光晶体吸收光谱与太阳光谱的匹配程度进行了分析。从四能级速率方程出发建立了太阳光直接泵浦Nd:YAG激光器的理论模型,根据此模型对激光器各项性能参数进行计算并对结果进行了比较分析,确定了适合实验的晶体尺寸。提出了适合整个系统的锥形聚光腔,通过环形膜实验证明了其合理性。结合计算和分析,对实验进行了总体设计并完成了实验装置的搭建。最后通过有限元法利用ANSYS软件对激光晶体在锥形聚光腔内工作时产生的热效应进行了分析。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-15
  1.1 引言  8
  1.2 太阳光直接泵浦固体激光器的特点  8-9
  1.3 太阳光直接泵浦激光器的应用前景  9-11
  1.4 太阳光直接泵浦固体激光器的发展历史和国内外研究现状  11-13
  1.5 本论文的主要研究内容及意义  13-14
  本章小结  14-15
第二章太阳辐射光谱与Nd:YAG吸收谱的匹配分析  15-24
  2.1 空间太阳光辐射特点  15-16
  2.2 Nd:YAG晶体的结构与特性  16-18
    2.2.1 物理特性  16-17
    2.2.2 Nd:YAG激光特性  17-18
  2.3 ND:YAG晶体吸收谱与太阳光谱匹配分析  18-23
    2.3.1 建立太阳光谱离散化模型  19-22
    2.3.2 匹配分析  22-23
  本章小结  23-24
第三章太阳光泵浦Nd:YAG激光器理论模型  24-35
  3.1 Nd:YAG激光振荡阈值条件  24-26
    3.1.1 泵浦阈值能量密度  24-25
    3.1.2 泵浦阈值功率密度  25-26
  3.2 理论模型的建立  26-29
  3.3 具体计算方法与结果  29-32
  3.4 吸收功率计算方法与结果  32-34
  本章小结  34-35
第四章太阳光直接泵浦Nd:YAG激光器实验设计  35-48
  4.1 太阳光聚光系统  35-42
    4.1.1 太阳光聚光器简介  35-36
    4.1.2 一级聚光器菲涅尔透镜原理  36-39
    4.1.3 二级聚光器3D-CPC的原理  39-40
    4.1.4 聚光器中的光线追迹与分析  40-42
  4.2 确定输出镜最佳反射率和透射率  42-43
  4.3 聚光腔的设计  43-45
  4.4 实验设计  45-47
  本章小结  47-48
第五章太阳光泵浦Nd:YAG激光器热特性研究  48-56
  5.1 激光晶体产生热的原因  48-49
  5.2 有限元法概述  49-50
  5.3 ANSYS软件简介  50
  5.4 晶体热特性分析  50-55
  本章小结  55-56
结论  56-58
致谢  58-59
参考文献  59-61

太阳光泵浦Nd：YAG激光器的研究

内容摘要

全文目录

相似论文