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太阳光泵浦紫翠宝石激光器研究

作　者: 刘馨阳
导　师: 王军
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 物理电子学
关键词: 太阳光泵浦紫翠宝石阈值泵浦强度斜率效率光谱辐照度强度
分类号: TN248.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

首台激光器发明不久,太阳光泵浦激光器立即问世。鉴于太阳能泵浦激光的特点,紫翠宝石虽然不能算是首选材料,但是就目前的研究现状来看,也是很有潜在的发展前景的。太阳能激光器的出现开辟了太阳能利用技术的新领域。特别是在空间中,太阳能资源更为丰富,太阳能辐射强度几乎不受时间和气候条件的限制,如果能够充分利用这些能源为人类服务,那将是很有实际意义的。太阳能激光器在空间中主要可用于无线能量传输、空间光电对抗以及自由空间光通信等领域。本论文主要研究太阳光泵浦紫翠宝石激光器。论文首先概括性地介绍了太阳光泵浦紫翠宝石激光器的各个组成部分的特点,包括各种聚光器的特点、太阳光谱辐射的特点以及紫翠宝石晶体的各种特性,这些是研究激光器的基础。然后着重以太阳光泵浦紫翠宝石50W激光器为例,分别理论计算了在输出镜透过率为2%和3%时,圆棒的直径为4mm和5mm以及板条的厚度为3mm和4mm时激光器的阈值,斜率效率,光光转换效率以及采光面积等,并且考虑了光谱匹配和增益饱和问题,最后对计算结果进行比较分析。最后一部分主要计算了太阳光泵浦紫翠宝石在输出50W时物质吸收的功率,利用了两种方法,一种是直接利用太阳光谱辐照度,另外一种是通过5900K黑体辐射近似,两种方法各有长处,通过求得的功率,得到激光器需要散掉的热量,并且由于太空独特的冷环境,建议使用热管结构散热,给出了热管散热的基本原理。还由于紫翠宝石独特的温度特性,在结尾还讨论紫翠宝石的工作温度问题,估计最佳工作温度。论文主要以理论计算为主,再结合各种理论分析,将会对以后的实验具有指导作用。

太阳光泵浦紫翠宝石激光器研究

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