学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

泵浦光对二极管泵浦固体激光器转换效率的影响

作　者: 靳文龙
导　师: 王石语
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 物理电子学
关键词: 泵浦光增益分布相位调制光束质量转换效率
分类号: TN248.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 57次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

本文以Nd:YAG激光器为研究对象，泵浦源为连续输出的LD。从端面泵浦情形下的四能级速率方程出发，研究在要求的光束质量范围内，实现二极管泵浦固体激光器最大光-光转换效率的泵浦光和谐振腔参数。通过对四能级速率方程的分析，建立了振荡光增益过程中的增益分布模型，模拟TEM₀₀、TEM₀₁和TEM₍02_的振荡增益过程。通过以上过程分析泵浦光空间分布激光器光束质量和转换效率的影响，得到泵浦光分布形式、泵浦光半径、泵浦光功率变化时对应的光束质量因子和转换效率的变化结果；建立与泵浦光对应的晶体温度分布模型，分析了晶体温度场对振荡光的相位调制过程。模拟TEM₀₀、TEM₀₁和TEM₀₂在相位调制下的振荡增益过程。得到泵浦光分布形式、泵浦光半径、泵浦光功率变化时对应的光束质量因子和转换效率的变化结果。最终分析增益分布和晶体热效应综合影响下激光器输出光束质量和转换效率。在仿真的过程中，泵浦光选择理想高斯光和二阶平顶高斯光作为泵浦光源，得到在不同泵浦光半径、不同泵浦光功率，以及不同腔型下的泵浦光空间分布与横模分布的关系图，并计算了相对应的M²因子和转换效率。本论文研究内容对设计激光器，调整泵浦光以获得规定的光束质量下最大转换效率有一定的参考价值。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-13
  1.1 激光二极管泵浦固体激光器的发展  7-9
  1.2 二极管泵浦固体激光器转换效率的影响因素  9-10
  1.3 论文的研究重点  10-13
第二章增益分布对转换效率的影响  13-27
  2.1 腔与模式的一般关系  13
  2.2 横模的拉盖尔-高斯近似表达  13-17
    2.2.1 横模电场分布的拉盖尔-高斯分布  14-15
    2.2.2 横模光强分布的拉盖尔-高斯近似  15-16
    2.2.3 横模分布与光束质量的关系  16-17
  2.3 激光器模型的选取  17
  2.4 振荡光横模增益过程的理论模型建立  17-19
    2.4.1 各模式振荡光子数在每次振荡周期中的变化  18
    2.4.2 上能级粒子数在每次振荡周期中的变化  18-19
  2.5 横模振荡增益过程的数值模拟结果  19-26
    2.5.1 泵浦光半径对光束质量和转换效率的影响  20-21
    2.5.2 泵浦光功率对光束质量和输出功率的影响  21-24
    2.5.3 谐振腔长度对光束质量和转换效率的影响  24-25
    2.5.4 输出镜曲率半径对光束质量和转换效率的影响  25-26
  2.6 本章小结  26-27
第三章 Nd:YAG 晶体热效应对横模的相位调制  27-37
  3.1 Nd:YAG 晶体中的温度分布  27-31
    3.1.1 泵浦光的空间分布  27-28
    3.1.2 泵浦光在Nd:YAG 晶体中产生的热源  28-29
    3.1.3 泵浦光在Nd:YAG 晶体温度分布的数学模型  29-30
    3.1.4 泵浦光在Nd:YAG 晶体温度分布的数值模拟计算结果  30-31
  3.2 温度场的不均匀分布对横模的相位调制  31-37
    3.2.1 Nd:YAG 晶体的折射率分布  31-33
    3.2.2 激光晶体中横模的附加相位  33-34
    3.2.3 晶体温度场分布对横模的相位调制  34-37
第四章热效应对转换效率的影响  37-45
  4.1 均匀增益条件下受相位调制的横模增益过程  37-38
  4.2 数值模拟计算结果及分析  38-43
    4.2.1 泵浦光半径对光束质量和转换效率的影响  39-42
    4.2.2 谐振腔长度对光束质量和转换效率的影响  42-43
    4.2.3 输出镜曲率半径对光束质量和转换效率的影响  43
  4.3 本章小结  43-45
第五章泵浦光对二极管泵浦固体激光器转换效率的影响  45-57
  5.1 选取激光器模型  45
  5.2 数值模拟计算模型的建立  45-47
    5.2.1 各模式振荡光子数的变化  46-47
    5.2.2 上能级粒子数的变化  47
  5.3 数值模拟的算法步骤  47-48
  5.4 数值模拟的计算结果及分析  48-55
    5.4.1 泵浦光半径对光束质量和转换效率的影响  48-52
    5.4.2 泵浦光功率对光束质量和转换效率的影响  52-54
    5.4.3 谐振腔长度对光束质量和转换效率的影响  54
    5.4.4 输出镜曲率半径对光束质量和转换效率的影响  54-55
  5.5 本章小结  55-57
第六章结论  57-59
致谢  59-61
参考文献  61-63

泵浦光对二极管泵浦固体激光器转换效率的影响

内容摘要

全文目录

相似论文