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LD侧面抽运高重频670nm红光激光器研究

作　者: 于志强
导　师: 金光勇
学　校: 长春理工大学
专　业: 光学
关键词: 红光激光器可饱和吸收体被动调Q 腔内倍频
分类号: TN248
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

高功率全固态红光激光器由于在激光彩色大屏幕显示、激光测量、高密全息存储、激光打印以及激光医疗方面的重要应用,一直是人们广泛研究的热点。随着红光的应用需求不断加大,对红光的输出功率,重复频率,光束质量以及脉宽等参数提出了更高的要求。这就需要解决激光工作物质的发射谱线在1.34μm增益低,非线性频率变换效率低等技术问题。本论文主要通过LD侧面抽运Nd:YAP晶体产生1.3μm谱线,经可饱和吸收体V: YAG被动调Q实现1.3gm高重频激光输出,再通过LBO晶体腔内倍频获得670nm红光输出。首次提出了用V:YAG做为获得高重频红光的调Q元件,为获得高重频红光提供了一种新方法。论文的主要研究内容如下：(1)通过对1.3umm波段激光工作物质特性的对比,确定了激光工作物质、抽运方式、调Q方式和倍频晶体等,首次提出LD侧面抽运Nd:YAP晶体,V:YAG被动调Q, LBO腔内倍频获得红光输出的技术方案。(2)通过MATLAB软件模拟倍频晶体的相位匹配曲线、有效非线性系数、走离角和允许角,对比分析了获得红光的倍频晶体的特性,确定了最佳的倍频晶体及最佳相位匹配方式。(3)根据等效热透镜理论和ABCD传输矩阵理论,模拟高重频红光实验的腔型结构,优化谐振腔参数。(4)实验研究了调Q晶体初始透过率、腔型结构、倍频晶体长度和腔内功率密度对平均输出功率、脉冲宽度和重复频率的影响,并给出了相应的关系曲线。在抽运功率840W, V:YAG初始透过率T=92%,LBO长度为20mm时,在直腔结构下我们得到了单脉冲能量和峰值功率的最大值,分别为87.14uJ和528W,对应的脉冲宽度和重复频率为165ns和10.5kHz。在V型腔结构下,V:YAG初始透过率T=96%,LBO长度为20mm时,获得的最大平均功率为1.29W,相应的脉冲宽度为231ns,重复频率为13kHz,基频光到红光的效率为32.3%。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-7
第一章绪论  7-12
  1.1 高重频红光激光器研究背景  7
  1.2 高重频红光激光器研究现状  7-9
  1.3 高重频红光的获得途径  9-11
  1.4 本课题主要研究内容  11-12
第二章激光工作物质及调Q晶体特性  12-19
  2.1 激光工作物质与调Q晶体的选择  12-13
  2.2 Nd:YAP晶体的物理光学特性  13-15
  2.3 V~(3+):YAG晶体的光谱特性  15-17
  2.4 V~(3+):YAG晶体调Q速率方程  17-19
第三章双轴晶体相位匹配理论及倍频晶体的选取  19-28
  3.1 KTP、LBO晶体特性  19-21
  3.2 双轴晶体相位匹配理论  21-26
  3.3 倍频晶体的选取  26-28
第四章 Nd:YAP热透镜焦距测量及腔型结构设计  28-37
  4.1 侧面抽运激光器的热效应  28
  4.2 Nd:YAP晶体热透镜焦距测量  28-31
  4.3 高重频670nm红光激光器腔型结构设计  31-37
第五章高重频670nm红光激光器实验研究  37-50
  5.1 谐振腔元件参数确定  37-40
  5.2 高重频670nm红光直腔实验研究  40-43
  5.3 高重频670nm红光V型腔实验研究  43-50
第六章总结与展望  50-52
致谢  52-53
参考文献  53-54

LD侧面抽运高重频670nm红光激光器研究

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