文档介绍：编号:
全日制研究生√
类
教育硕士
别
同等学力

硕士学位论文

题目:LD 泵浦高功率固体激光器平凸谐振腔的研究

培养单位:物理科学与技术学院
专业名称:粒子物理与原子核物理
指导教师:刘玲副教授
研究生:刘畅
完成时间:2012 年 3 月

沈阳师范大学研究生处制
学位论文独创性声明

本人所呈交的学位论文是在导师的指导下取得的研究成果。据我所知,
除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的
研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中作了明确
说明并表示了谢意。

作者签名: 日期:

学位论文使用授权声明

本人授权沈阳师范大学研究生处,将本人硕士学位论文的全部或部分内
容编入有关数据库进行检索;有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定
机构送交论文的电子版和纸质版,允许论文被查阅和借阅;有权可以采用影
印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。保密的学位论文在解密后
适用本规定。
作者签名: 日期:
LD 泵浦高功率固体激光器平凸谐振腔的研究

摘要
高功率固体激光器有着可用光纤传输的近红外波长,峰值功率高,器件结构紧凑等优
点,在激光材料加工中得到了广泛的应用。随着泵浦功率的不断提高,晶体的热透镜效应
逐渐显现出来并且几乎影响到激光器性能的各个方面,例如:谐振腔的稳定性、腔模尺寸、
输出光束质量,模式耦合等,热透镜效应成为高功率激光器系统设计时首要考虑的因素之
一。消除热透镜效应的一般方法有冷却,滤光,端面修凹面等光学补偿,在高功率段效果
并不显著。本文采用了一种新的思路来降低热透镜效应,即引入平凸谐振腔的办法。
平凸谐振腔利用了激光棒在高功率状态下工作时可等效为光学透镜这一效应,采用凸
面镜作为谐振腔的全反镜,可在输出镜处得到接近平行的光束。文章中对平平棒平平腔、
端面修凹面腔、平平棒平凸腔分别进行了输出功率、发散角和热焦距的实验研究和数据分
析,并运用光学传输矩阵的方法对平平腔和平凸腔的稳定性和发散角进行了理论计算,得
出了与实验基本相符的结论。研究表明,平凸腔在高功率下稳定性较好,对热透镜效应的
补偿效果显著。
在上述实验的基础上,我们对平凸腔 YAG 激光器进行了轧辊毛化实验,并与平平棒
激光器和修面棒激光器的毛化效果进行了对比分析。在平凸腔的条件下,激光器性能明显
优于平平棒与修面棒条件下的激光器,并得到了大范围可调的粗糙度值,为一些激光加工
提供了较好的依据。
关键词:Nd:YAG 激光器;热透镜效应;平凸谐振腔;光束质量;激光毛化

I
Research of LD pump high-power solid laser with
plano-convex resonator

Abstract
High power solid-state lasers is widely applied to laser material processing field for several
advantages. The wavelength in the IR can be transmitted by fiber. The peak power is higher and
the system is pact . With the continuous improvement of the pump power, the thermal
lens effect appeared gradually and almost affects to the laser performance in all its aspects. For
example, the stability of resonant cavity, cavity size, the quality of output beam, mode coupling,
and so on. Thermal lens effect is considered by the chief factor in the high power laser system
designing. There are several ways to eliminate the thermal l