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TEA CO_2激光器单纵模实验研究

作　者: 章文志
导　师: 任德明
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 物理电子学
关键词: TEA CO2激光器三镜腔 Michelson腔注入锁定单纵模
分类号: TN248.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 26次
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内容摘要

用于大气环境监测的相干探测CO₂激光差分吸收雷达,具有报警速度快、探测灵敏度高、作用距离远、探测范围广等优点,已被广泛地研究和应用。TEA（Transversely Excited Atmospheric） CO₂激光器工作在9¹1μm的红外波段,大部分大气污染物的特征吸收谱线都在此波段内,是运行在大气窗口且对人眼安全的激光器。因此,单纵模TEA CO₂激光器是相干探测CO₂激光差分吸收雷达的理想光源和核心器件。本文从理论上分别分析了三镜腔加标准具选取单纵模,Michelson腔加标准具选单纵模,从理论上计算了三镜腔和Michelson腔的子腔等效反射率及子腔长度对输出的影响等。在实验方面,首先对TEA CO₂激光器进行了多模调谐输出实验,输出了谱线80多条,测量了基横模的输出光束质量。实现了三镜腔加标准具的单纵模输出,对输出波形进行了傅里叶变换,验证了单纵模输出。得到的单纵模能量为200mJ,波长为10.59μm。进行了Michelson腔加标准具选单纵模的实验。通过Michelson腔单纵模实验确定了一些光学元件的影响,最终也实现了单纵模的输出,单纵模峰值能量60mJ,波长9.75μm。最后,进行了注入源波导激光器的实验,对波导激光器的一些工作参数做了测试,实现了半外腔调谐输出。最终得到波导半外腔调谐输出600mW,波长10.6μm。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-14
  1.1 课题背景  8
  1.2 单纵模TEA CO_2激光器的特点  8-9
  1.3 TEA CO_2激光器的进展  9-13
    1.3.1 可调谐TEA CO_2激光器的国际进展  9-11
    1.3.2 可调谐TEA CO_2激光器的国内进展  11
    1.3.3 单纵模TEA CO_2激光器的国际进展  11-13
    1.3.4 单纵模TEA CO_2激光器的国内进展  13
  1.4 本论文主要研究内容  13-14
第2章三镜腔加标准具选单纵模实验  14-25
  2.1 引言  14
  2.2 三镜腔的特点与计算  14-19
    2.2.1 三镜腔的特点  14-16
    2.2.2 三镜腔各参量的计算  16-19
  2.3 三镜腔选单纵模的实验研究  19-22
    2.3.1 TEA CO_2激光器多纵模调谐输出实验  19-20
    2.3.2 激光器基横模的输出  20-22
  2.4 三镜腔加标准具选单纵模  22-24
  2.5 本章小结  24-25
第3章 Michelson腔加标准具选单纵模  25-37
  3.1 引言  25
  3.2 Michelson腔选单纵模的理论基础  25-32
    3.2.1 Michelson干涉仪的工作原理  25-26
    3.2.2 Michelson谐振腔选单纵模理论  26-27
    3.2.3 Michelson腔等效组合反射率计算  27-32
  3.3 Michelson腔选单纵模实验  32-36
    3.3.1 实验装置  32
    3.3.2 Michelson腔选单纵模实验  32-36
  3.4 本章小结  36-37
第4章注入锁定的注入源实验研究  37-48
  4.1 引言  37
  4.2 种子注入的理论基础  37-41
  4.3 波导激光器的工作特性实验研究  41-47
    4.3.1 实验装置  41-42
    4.3.2 波导的工作参数测试  42-45
    4.3.3 波导的调谐输出  45-47
  4.4 本章小节  47-48
结论  48-49
参考文献  49-54
致谢  54

TEA CO_2激光器单纵模实验研究

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