二極管泵浦摻釹氟化鍶無序晶體短脈沖激光特性研究
[Abstract]:Ultra-fast lasers with high power, wide tuning and narrow pulse width have wide application prospects in industrial precision machining, controlled nuclear fusion, optical communication, biomedicine and other fields. With the development of fabrication technology, direct-pumped sub-picosecond to tens of femtosecond all-solid-state lasers have become a hot research topic in the laser field. As an important part of solid-state lasers, laser crystal materials play a decisive role in laser performance. Titanium-doped blue (Ti-Br) laser output from several femtosecond lasers has been realized by self-mode-locking so far. Ti: Sappire crystal is still the most widely used ultrafast crystal material in the near infrared band (~800nm). However, Ti: Sappire is not suitable for direct LD pumping because of its strict requirements for the pump source, which makes its structure huge and difficult to maintain. The disadvantages of stone crystals. In recent years, four-level neodymium-doped (Nd~ (3+) fluoride disordered crystals have attracted considerable attention. Various charge compensation methods have generated a rich symmetry of the lattice structure, making these crystals have a very wide absorption and emission spectrum, which is conducive to LD direct pumping to produce ultra-fast tunable lasers. The spectroscopic properties of Nd~ (3+) doped SrF_2 disordered laser crystals were studied by LD end-pumping. The main contents are as follows: 1. The characteristics and applications of ultrafast lasers were reviewed. The mode-locking technique for producing ultrafast lasers and the self-measurement of pulse width were analyzed. Correlation method. The design idea of all-solid-state mode-locked laser resonator is described. The characteristics and development of wide-spectrum Nd~ (3+) doped disordered laser crystals are investigated. The saturable absorbers of new nano-materials used in ultra-fast laser field in recent years are studied. Nd, Y: SrF_2 laser transparent ceramics were obtained by hot pressing. Continuous and Q-switched pulse laser operation based on the ceramics was realized for the first time. Nd, La: SrF_2 laser crystals with wide spectrum disordered structure were synthesized by co-doping Nd ~ (3 +) clusters with buffer ions of appropriate concentration La ~ (3 +) into Nd ~ (3 +): SrF_2 crystals. The characteristics of LD end-pumped Nd, La: SrF_2 disordered crystals, such as continuous, tunable, passively Q-switched and continuous-mode lasers, were systematically investigated for the first time. CW laser output with a rate of 50.6%; CW tuning range of 24.1 nm and smooth tuning curve; the nonlinear absorption properties of gold nano-bipyramid as a saturable absorbent material were studied, and the stable Q-switched pulse laser output with a minimum pulse width of 1.15 MS was achieved; and the passive mode-locked element SESAM was used to achieve stable lasing. Continuously mode-locked lasers with half-width of 739 fs.4.Nd, Gd:CaF_2/Nd, Gd:SrF_2 dual-wavelength synchronous mode-locked lasers have been studied. The addition of buffer ions Gd~ (3+) into Nd:CaF_2 and Nd:SrF_2 crystals not only greatly weakens the Nd~ (3+) cluster effect, but also enriches their lattice sites, enhances the fluorescence intensity and broadens the spectral lines unevenly. Nd, Gd: CaF_2 and Nd, Gd: SrF_2 crystals have good thermal and optical properties, and their splitting spectral characteristics are very favorable for dual-wavelength or multi-wavelength pulse laser output. As the light source of terahertz wave, laser has important research value.
【學(xué)位授予單位】:山東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號】:TN24
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本文編號:2243102
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