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半导体激光泵浦的被动调Q锁模实验与理论研究

作　者: 张海娟
导　师: 李健
学　校: 山东师范大学
专　业: 光学
关键词: 可饱和吸收体Cr4+:YAG 腔内倍频速率方程绿光激光器被动调Q锁模
分类号: TN248.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

半导体激光泵浦的全固态激光器因具有结构紧凑、效率高、热效应小、稳定性好、寿命长、光束质量高、工作介质覆盖的波段范围广及运转方式多样化等优点,在材料加工、军事、医疗、空间通讯、光显示、光互联、光信息处理、激光加工、医疗和军事武器装备等领域得到广泛的应用,成为目前激光领域的研究热点。相对于主动调Q方式,被动调Q激光器结构简单,不需要任何外部驱动装置。近年来,具有良好物理化学性能的慢饱和吸收体Cr⁴⁺:YAG在产生高重复频率脉冲红外激光激光器中的理论和实验研究已趋于成熟,在连续LD泵浦的被动调Q绿光激光器中也得到了广泛的应用。本文主要对全固态腔内倍频被动调Q绿光激光器以及Cr⁴⁺:YAG晶体的调Q锁模特性进行了实验和理论研究。论文的主要研究工作包括:1.介绍了全固态激光器的发展;对调Q、锁模技术基本原理及其分类做了简单介绍,对不同类型调Q、锁模技术的特点进行了归纳总结。2.对Cr⁴⁺:YAG晶体的主要特点进行了介绍;并对被动锁模的涨落理论（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;介绍了Cr⁴⁺:YAG晶体的性质;详细介绍了其饱和吸收特性,并从速率方程出发分析了Cr⁴⁺:YAG运转在调Q、锁模的条件,给出了第二激发态的饱和光强的数值大小。3.将倍频过程视为一种随基波光子数变化而变化的非线性腔内损耗,给出了描述调Q腔内倍频绿光运转特性的速率方程组,通过数值求解对连续LD泵浦Nd:GdVO4/Cr⁴⁺:YAG/KTP和Nd:YAG/ Cr⁴⁺:YAG/LBO腔内倍频被动调Q绿光激光器的输出特性进行了数值模拟,理论结果与实验数据符合很好。4.对LD泵浦的Cr⁴⁺:YAG被动调Q锁模激光器进行了理论分析,研究了调Q锁模激光器的输出特性;利用可饱和吸收体调Q锁模模型,总结出描述Cr⁴⁺:YAG调Q锁模运转特性的速率方程组,为下一步工作的展开奠定基础。

全文目录

中文摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
第一章导论  8-18
  1.1 半导体泵浦激光器的历史与发展  8-9
  1.2 调Q 技术  9-12
  1.3 锁模技术  12-16
  1.4 本文研究的内容  16-18
第二章 C1~(4+):YAG 晶体特性介绍  18-24
  2.1 C1~(4+):YAG 晶体光谱特性和能级结构  18-20
  2.2 C1~(4+):YAG 晶体饱和吸收特性  20-24
第三章全固态腔内倍频被动调Q 激光器理论研究  24-36
  3.1 C1~(4+):YAG 被动调Q 速率方程理论  24-31
  3.2 二次谐波理论分析  31-33
  3.3 内腔倍频被动调Q 速率方程理论的建立  33-34
  3.4 激光输出特性的数值模拟  34-36
第四章被动调Q 锁模激光器理论研究  36-46
  4.1 调Q 锁模基本原理  36-40
  4.2 C1~(4+):YAG 锁模理论分析  40-42
  4.3 C1~(4+)：YAG 被动调Q 锁模激光器速率方程理论  42-46
全文总结  46-48
参考文献  48-54
攻读硕士期间发表文章  54-55
致谢  55

半导体激光泵浦的被动调Q锁模实验与理论研究

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