学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

LD端面抽运YVO_4/Nd：YVO_4和Nd：Y_（0.8）Lu_（0.2）VO_4晶体调Q激光特性研究

作　者: 李世光
导　师: 卓壮
学　校: 山东师范大学
专　业: 光学
关键词: 全固态激光器 YVO4/Nd:YVO4 Nd:Y0.8Lu0.2VO4 连续运转声光调Q 被动调Q 半导体可饱和吸收体 Cr4+:YAG
分类号: TN248
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 57次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

半导体泵浦的全固态激光器具有效率高、结构紧凑、输出稳定和寿命长等诸多优点,窄脉宽、高峰值功率的脉冲激光器在工业、军事、医疗和科研等方面已经获得广泛的应用,所以在半导体泵浦的固体激光器中通过调Q或锁模的方法实现短脉冲激光输出成为科研人员的研究热点之一。本文以键和晶体YVO4/Nd:YVO4和新型钒酸盐混晶Nd:Y0.8Lu0.2VO4为激光增益介质,系统地研究了LD端面泵浦YVO4/Nd:YVO4键和晶体声光调Q激光器的基频输出特性和新型钒酸盐混晶Nd:Y0.8Lu0.2VO4混合晶体连续、声光、被动调Q激光器的基频输出特性。主要内容概括如下:1.回顾了全固态激光器的历史和发展过程;总结了实现脉冲激光输出的几种调Q技术方式,及目前取得的进展;简单地介绍了Nd:Y0.8Lu0.2VO4激光材料,并与其他同类晶体做了比较。2.介绍了激光晶体的热效应,以及有效地抑制晶体热效应的方法。实验证明复合晶体激光器明显地降低了晶体内的温度梯度,有效地减小由端面变形带来的热透镜效应,获得高功率输出。3.实验研究了LD端面泵浦YVO4/Nd:YVO4键和晶体声光调Q激光器的输出特性。采用平-平腔,通过优化谐振腔参数,实现了窄脉宽、高峰值功率激光脉冲输出。采用输出透过率为50%的输出镜,注入泵浦功率为20W,当调制频率为90kHz时,实验测得最窄的脉冲宽度为9.5ns,最大的平均输出功率是10.12W,相应的光光转换效率为37.5%;声光调制频率为1kHz时,获得的激光输出脉冲脉宽是4.2ns,能量是2.9mJ,峰值功率高达691.4kW。4.首次实验研究新型激光混晶Nd:Y0.8Lu0.2VO4的光学特性。给出了表征LD端面泵浦固体激光器性能参数的表达式;通过改变腔长、输出镜透过率等参数,研究了Nd:Y0.8Lu0.2VO4混晶的热效应,并得到了较高的连续基波输出。5.首次实验研究了LD端面泵浦新型钒酸盐Nd:Y0.8Lu0.2VO4混合晶体声光调Q激光器的输出特性。为了防止晶体破裂,实验中最大的泵浦功率为13.07W。当耦合输出镜透过率为20%时,最大的连续平均输出功率达到5.61W,光-光转换效率是43%,声光调制频率为100kHz时,最大调Q平均输出功率达到4.23W;激光器调Q运转在调制频率1kHz,输出透过率为50%时,测得的最短脉宽是11ns,计算得到的脉冲峰值功率为225.45kW。6.首次采用不同输出镜透过率,优化谐振腔参数,用Cr4+:YAG晶片作为饱和吸收体,实现了LD端面泵浦Nd:Y0.8Lu0.2VO4被动调Q激光运转。实验中,激光器连续运转时,当泵浦功率升至13.07W,采用透过率为20%耦合输出镜时,获得5.59W的平均输出功率,光-光转换效率达到42.7%;当选用初始透过率为60%的Cr4+:YAG晶体实现激光器调Q运转时,最窄脉宽和最高单脉冲能量分别是8.5ns和45.24μJ,这时输出镜的透过率是50%。

全文目录

中文摘要  6-8
ABSTRACT  8-10
第一章导论  10-20
  1.1 全固态激光器发展历史简介  10-11
  1.2 DPSSL 特点及应用前景  11-14
  1.3 调Q 技术综述  14-16
  1.4 钕离子激光器简介  16-20
第二章 LD 端面泵浦固体激光器输出特性理论研究  20-34
  2.1 连续激光输出理论  20-25
    2.1.1 折叠腔理论  20-21
    2.1.2 典型四能级速率方程  21-23
    2.1.3 阈值功率  23
    2.1.4 输出功率与斜效率  23-25
  2.2 声光调Q 激光输出理论  25-28
    2.2.1 声光Q 开关原理简介  25-26
    2.2.2 声光调Q 激光输出理论  26-28
  2.3 CR~(4+):YAG 被动调Q 理论  28-34
    2.3.1 饱和吸收体Cr~(4+):YAG 的性质  28-30
    2.3.2 Cr~(4+):YAG 被动调Q 理论分析  30-34
第三章 LD 端面泵浦YVO_4/ ND:YVO_4键合晶体激光特性研究  34-42
  3.1 LD 端面连续泵浦激光晶体热效应  34-36
    3.1.1 热透镜效应介绍  34-35
    3.1.2 如何有效地抑制热透镜效应  35-36
  3.2 LD 端面泵浦YVO_4/ND:YVO_4 声光调Q 激光输出特性研究  36-42
    3.2.1 热键合简介  36-37
    3.2.2 LD 端面泵浦YVO_4/Nd:YVO_4声光调Q 激光输出特性  37-42
第四章 LD 端面泵浦新型混晶ND: Y_(0.8)LU_(0.2)VO_41064NM 激光特性研究  42-56
  4.1 新型混和晶体简介与其热透镜焦距实验测量  42-44
    4.1.1 新型钒酸盐混晶Nd: Y_(0.8)Lu_(0.2)VO_4晶体简介  42-44
  4.2 LD 端面泵浦ND: Y_(0.8)Lu_(0.2)VO_4 连续激光输出特性  44-45
  4.3 LD 端面泵浦ND: Y_(0.8)Lu_(0.2)VO_4 声光调Q 激光特性  45-51
    4.3.1 实验装置  45-46
    4.3.2 实验结果  46-51
  4.4 LD 端面泵浦ND: Y_(0.8)Lu_(0.2)VO_4 被动调Q 激光特性  51-56
    4.4.1 实验装置  51
    4.4.2 实验结果与分析  51-56
全文总结  56-58
参考文献  58-62
攻读硕士学位期间发表的文章  62-64
致谢  64

LD端面抽运YVO_4/Nd：YVO_4和Nd：Y_（0.8）Lu_（0.2）VO_4晶体调Q激光特性研究

内容摘要

全文目录

相似论文