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半导体激光器端面泵浦Nd：YVO₄激光器耦合光路设计

作　者: 王凡
导　师: 汪盛烈
学　校: 华中科技大学
专　业: 光学工程
关键词: 端面泵浦光学耦合半导体激光器掺钕钒酸钇
分类号: TN248
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本论文旨在设计一款用于半导体激光器端面泵浦固体(Nd:YVO4)激光器的光学耦合镜。与以往研究报道中较多使用19发光点半导体激光器阵列作为泵浦源不同,本设计使用一种新型单发光点半导体激光器作为泵浦源。本论文主要包括两方面的内容,即从仿真分析的光学耦合镜的参数设计到实验的光学耦合效果的评估。首先,设计了LD端面泵浦耦合光路,并利用Zemax软件进行仿真分析。从仿真的角度,确定了最佳的泵浦源——单发光点LD,并利用该泵浦源设计了最佳的光学耦合系统参数,包括透镜的焦距、口径、位置参数,同时对系统进行了误差分析。然后,搭建了耦合系统以及LD的驱动和制冷电路,采用镜框结构设计了耦合系统的固定装置。最后,进行实验,记录了实验数据,观察了实验的聚焦光斑,经耦合系统聚焦后的光斑呈现圆形且直径为0.616mm,实验的结果与仿真相符。本论文采用的泵浦源为单发光点结构,大大提高了输出光束的质量,这样也就大大简化了光学耦合系统。另外,在耦合结构的设计上,与常用的光纤耦合结构不一样,使用了直接耦合的方式,直接将半导体激光器发出的光束整形聚焦应用于Nd:YVO4的端面泵浦。实验结果表明,耦合光路的设计满足实际端面泵浦的需要,这将极大地降低泵浦耦合模块的成本。

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