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Tm，Ho：GdVO4晶体受激拉曼激光输出特性研究

作　者: 鲍秀娟
导　师: 张新陆
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 光学工程
关键词: Tm,Ho:GdVO4脉冲激光器 受激拉曼散射 拉曼频移 主动调Q
分类号: TN248
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


固体激光器具有结构紧凑、转化效率高，光束质量好等优点，近红外2.5μm固体激光器在光电对抗、大气传感等方面有广泛的应用潜力。目前对2.5μm激光的报道很少，基于Tm-Ho晶体的受激拉曼散射效应（SRS）的固体激光器是获得2.5μm激光输出重要途径，值得深入研究。本文选用Tm,Ho:GdVO4脉冲激光器为泵浦源，BaWO4晶体为拉曼增益介质，研究固体拉曼激光器。其中BaWO4晶体可以产生924cm-1受激拉曼散射频移。首先以激光二极管泵浦液氮制冷的Tm,Ho:GdVO4晶体产生2.05μm连续激光，研究其输出特性。然后，在得到高效率连续激光输出后，采用主动调Q方式得到重复频率可调，输出脉冲能量较高的脉冲激光。通过改变谐振腔结构、谐振腔长度、输出镜透过率等参量对脉冲激光进行优化，得到优质的脉冲激光开展SRS实验。最后，由于拉曼晶体的阈值较高，因此选用能量密度大，转换效率高的内腔式耦合腔进行受激拉曼散射实验，获得2.5μm拉曼激光输出。通过改变谐振腔结构、腔长等参量对平均输出功率、单脉冲能量、脉冲宽度进行测量，研究拉曼激光的输出特性。首次通过受激拉曼散射实现输出波长为2.5μm的固体拉曼激光器。在4kHz重复频率处得到了最高730mW的2.5μm拉曼激光平均输出功率，最高单脉冲能量312μJ，峰值功率78kW，最高的光-光转化效率为6.6%，最大斜效率为22.5%。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章 绪论  9-14
  1.1 固体激光器的研究背景与应用  9-10
    1.1.1 固体激光器的发展进程  9-10
    1.1.2 2 μm 固体激光器的研究进展  10
  1.2 拉曼激光器国内外的发展现状  10-12
  1.3 2 μm 波段拉曼激光器的应用前景  12-13
  1.4 本论文主要研究内容  13-14
第2章 拉曼激光器的基本理论  14-21
  2.1 受激拉曼散射的基本原理  14-17
    2.1.1 受激拉曼散射的光谱特性  14-15
    2.1.2 受激拉曼散射的经典理论  15-16
    2.1.3 受激拉曼频移量  16-17
  2.2 固体拉曼激光器的结构  17-19
    2.2.1 内腔式拉曼激光器  17-18
    2.2.2 外腔式拉曼激光器  18
    2.2.3 耦合腔式拉曼激光器  18-19
  2.3 调 Q 原理  19-20
  2.4 本章小结  20-21
第3章 Tm,Ho:GdVO_4激光器输出特性研究  21-40
  3.1 引言  21
  3.2 Tm,Ho:GdVO_4连续激光器的实验研究  21-25
    3.2.1 实验装置  21-23
    3.2.2 连续光输出随谐振腔长的关系  23-25
    3.2.3 连续光输出随不同输出镜透过率的关系  25
  3.3 Tm,Ho:GdVO_4脉冲激光器的实验研究  25-39
    3.3.1 实验装置  25-26
    3.3.2 掺杂浓度为 5at.%，0.5at.%Tm,Ho:GdVO_4脉冲激光输出特性  26-35
    3.3.3 掺杂浓度为 4at.%，0.4at.%Tm,Ho:GdVO_4脉冲激光输出特性  35-39
  3.4 本章小结  39-40
第4章 Tm,Ho:GdVO_4/ BaWO_4拉曼激光器输出特性研究  40-55
  4.1 拉曼晶体 BaWO_4  40-41
  4.2 基于 BaWO_4晶体的拉曼激光器实验装置  41-42
    4.2.1 外腔式拉曼激光器装置  41-42
    4.2.2 内腔式耦合腔拉曼激光器装置  42
  4.3 外腔式拉曼激光器实验研究  42-43
  4.4 内腔式耦合腔拉曼激光输出特性  43-54
    4.4.1 掺杂浓度为 4at.%，0.4at.%Tm,Ho:GdVO_4拉曼激光输出特性  43-45
    4.4.2 掺杂浓度为 5at.%，0.5at.%Tm,Ho:GdVO_4拉曼激光输出特性 37  45-54
  4.5 本章小结  54-55
结论  55-56
参考文献  56-61
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  61-62
致谢  62

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 光电子技术、激光技术 > 激光技术、微波激射技术 > 激光器
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