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计算机控制宽频带可调谐激光器的研制

作　者: 刘靖
导　师: 黄骝
学　校: 北京工业大学
专　业: 光电子
关键词: 调Q激光器 光参量振荡器 能量/功率转换效率 频率稳定性和复现 性 串口通讯
分类号: TP248
类　型: 硕士论文
年　份: 2000年
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内容摘要


本论文从以下三方面进行了理论和实验研究，并初步研制出实验样机两台。光学部分：（1）光学系统的构建；（2）光参量振荡器工作特性的研究；（3）对比实验，晶体、腔型、光学元件等的优化。机械部分：（1）紧凑型/一体化光学平台的设计、加工；（2）机械部件的设计、加工。控制部分：（1）单片机本地测控系统的设计和组建；（2）微机远地测控软件的开发。 设计并研制出了计算机控制下的光参量振荡器实验样机两台，实验样机由以下五部分构成：Nd: YAG泵浦激光器、小型/一体化机械平台、光参量调谐系统、单片机本地驱动控制电路、主控计算机通讯控制软件。 主要技术指标：[调谐范围410～710nm，[高稳定性]不稳定度S≤3％，[低阈值]单脉冲Eth≤15mj，[高转换效率]η晶体≥20％，[高功率]最大峰值功率Pmax≥1MW，[小型化]外置式调谐系统外形尺寸380×260×265mm~3，[一体化]全固态封装（包括泵浦源和参量振荡系统），系统尺寸80×40×20cm~3，[计算机控制]精确定标、自动甄选波长；实现了计算机控制BBO晶体的智能化系统，使得参量光调谐输出具有自动、精确和重复性好的优点。并对未来提高光参量激光器特性的方法作出了设想，提出了三种光参量振荡器的设计方案，对不同腔型结构进行初步实验探索。

全文目录


论文摘要  5-6
英文摘要  6-7
第一章 发展动态及研究意义  7-10
  第一节 研究背景及发展动态  7-9
  第二节 研究意义  9-10
第二章 理论研究  10-25
  第一节 光参量效应概述  10-11
  第二节 光参量过程的工作特性  11-21
    2．1 理论简介  11
    2．2 二阶非线性相互作用耦合波方程的普遍计算方法  11-16
    2．3 光参量振荡耦合波方程通解  16-18
    2．4 光参量增益分析  18-20
    2．5 耦合波方程的数值求解  20-21
  第三节 非线性晶体  21-25
    3．1 非线性光学材料概述  21
    3．2 晶体的选择  21-22
    3．3 晶体的评价  22
    3．4 晶体的使用  22
    3．5 非线性晶体BBO  22-25
第三章 实验研究  25-43
  第一节 系统组建  25-28
    1．1 光学系统的组建  25-26
    1．2 调谐驱动系统的组建  26-27
    1．3 微机测控系统的组建  27-28
  第二节 光学系统的研究内容  28-34
    2．1 光参量振荡器的频率调谐  28
    2．2 晶体长度对能量转换效率的贡献  28
    2．3 泵浦光能量对能量转换频道的影响  28
    2．4 参量光波长对能量转换效率的影响  28-30
    2．5 位相失配对能量转换效率的影响  30
    2．6 非线性晶体的高增益系数对参量光线宽的影响  30
    2．7 泵浦光自身线宽对信号光线宽对信号光线宽的影响  30-32
    2．8 泵浦光偏轴泵浦时对信号光线宽的影响  32
    2．9 参量光输出功率及稳定性  32-33
    2．10 泵浦光的空间截面均匀性对转换效率的影响  33
    2．11 提高能量/功率转换效率的根本途径  33-34
  第三节 小型化光学机械系统的设计  34-36
    3．1 光学零件的固紧及其结构  34
    3．2 滑动螺旋结构的失效形式和设计准则  34-35
    3．3 锁紧结构  35-36
  第四节 微机测控系统的开发  36-39
    4．1 微机数据采集技术  36-37
    4．2 光学测控软件的设计  37-39
  第五节 研制成果  39-43
    5．1 Ⅰ型（小型化/紧凑型）  39
    5．2 Ⅱ型（一体化）样机  39-40
    附： 计算机控制系统软件说明  40-43
第四章 专题探讨及方案设计  43
专题一 泵浦源的研究  43-48
  1．1 激光束质量评价标准  43-44
  1．2 激光束参数测量方法  44-45
  1．3 激光光束质量测量系统  45-46
  1．4 激光束质量测量系统的具体应用  46-48
专题二 几种光参量振荡器的设计方案  48-49
专题三 大功率半导体激光泵浦参量系统，实现宽带可调谐激光输出的设想  49-51
附录1 主要参考文献  51-52
附录2 攻读学位期间参与的科研项目及发表的文章  52-53
附录3 主要仪器设备  53-54
附录4 致谢  54

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 机器人技术
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