文档介绍：天津大学
硕士学位论文
高亮度全固态激光器设计及连续波内腔中红外PPLN光参量振荡
器研究
姓名:张少敏
申请学位级别:硕士
专业:物理电子学
指导教师:丁欣
20070601
中文摘要关键词:大功率、高亮度全固态激光器因具有输出功率大,结构紧凑,光束质量好等优点,在军事上和工业上有广泛的应用前景,是固体激光技术研究中的热点。随着激光二极管技术的进步,采用相应波长的线宽很窄的激光二极管直接泵浦激光介质在很大程度上降低了激光介质的热沉积,对激光器的平稳、高效的运转更为有利,但是,热效应仍然是大功率高亮度全固态激光器运转的瓶颈。“泻外波在探测、大气监测、光谱分析和激光雷达等方面更是有其独特的优势。近年来,随着非线性晶体等的成熟及泵浦源的改进,利用光学参量振荡器的非线性频率变换技术获得¨泻焱夤庠匆鹆斯谕饪蒲Ъ壹ù蟮男巳ぁ本论文主要通过热效应研究来设计高亮度全固态激光器和利用内腔现连续运转中红外光源这两方面的工作,主要内容和创新点归纳如下:对二极管激光器端面和侧面泵浦的固体激光器中热效应的产生和对激光器性能的影响,热透镜焦距的测量方法,以及热效应的缓解和补偿进行了详细的理论研究和数值模拟,为大功率、高亮度全固态激光器谐振腔的设计奠定了理论基础;利用谐振腔稳定性探测法测量了侧面泵浦的:す馄鞯娜韧镜焦距。根据热透镜焦距径向切向的差异,绘制了不同腔长下热透镜处的振荡光斑半径与泵浦的颓撸⒍灾辛讼晗傅氖笛檠究。研究表明,当激光器运行在切向分量的稳区边缘时输出功率最大,光束质量较好,从而实现了大功率高亮度全固态激光器运转;建立了泵浦光为多频时的连续内腔亩ρP停⒍韵衅倒功率特性进行了理论分析和数值模拟,为实现腔内高功率密度和高的能量转换效率奠定基础;设计了连续运转ǖ墓獠瘟空竦雌鳎訪嗣姹闷值:<す馄髯魑1闷衷矗琍魑7窍咝跃逯糜诩す馇荒冢国内首次实现了连续波输出。,,中红外癿波的输出功率为庖还庾;恍饰.%。全固态热效应高亮度连续波中红外周期极化铌酸锂内腔光参量振荡器
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第一章综述大功率、⒏吡炼热ü烫す馄鞯难芯恳庖年,瓾.┦俊煤毂κ魑<す饨橹剩晒Φ难兄屏耸澜缟第一台固体激光器。随后,激光技术得到了飞速的发展。全固态激光器具有热效应小、效率高、器件结构紧凑、能获得高功率和高光束质量输出等优点,已成为固体激光器一个富有生命力的发展方向。大功率、高亮度全固态激光器因其输出功率大、光束质量好等优点,在工业、科研和军事等领域应用广泛,一直是全固态激光器研究的重点。近年来,随着激光二极管技术的进步,采用相应波长的线宽很窄的激光二极管直接泵浦激光介质能够在很大程度上降低了激光介质的热沉积,对激光器的平稳、高效的运转更为有利,但是,热效应仍然是大功率高亮度激光器研究的瓶颈,因此热效应的研究有着重大的应用价值。连续输出中外红激光光源因其在环境监测、工业和军事等领域的重大的应用价值而倍受青睐。近年来,随着大非线性系数和高损伤阈值的非线性晶体的出现,以及泵浦源的改进,利用光学参量振荡器的非线性频率变换获得“泻焱夤庠匆鹆斯内外科学家普遍的关注。大功率涑龉β蚀笥吡炼接近全固态激光器是当前全固态激光器研究的前沿课题【】。这类激光器是发展军事上对抗侦察卫星用“致盲”武器工程,工业上大型激光精密加工工程和激光热核聚变工程等的核心器件。无论从军事应用还是从工业应用来看,都要求全固态激光器不仅具有大的激光输出功率,同时,还要求输出激光具有好的光束质量,即高亮度弧!#疢薪洗值T诩す馄鞔蠊β试诵械那榭鱿拢挂G蟊苊庠谇荒谒泄庋г<π纬尚的基模光斑尺寸。除此之外