Tm:YAG環(huán)形腔單縱模激光器的研究
發(fā)布時間：2020-12-14 12:31
2μm激光具有對人眼安全、處在水和CO2的吸收峰、位于大氣透明窗口內(nèi)等諸多優(yōu)點,使得2μm單縱模激光器在窄線寬激光應用中具有明顯優(yōu)勢。2μm單縱模激光廣泛應用于多普勒激光測風雷達、差分吸收激光雷達、高分辨率光譜學等技術(shù)領(lǐng)域。在單縱模激光實現(xiàn)方案中,基于法拉第效應的環(huán)形腔法在實現(xiàn)窄線寬、波長可調(diào)諧單縱模激光上具有明顯優(yōu)勢。摻Tm3+激光介質(zhì)在2μm波段有較寬的發(fā)射譜區(qū),利于實現(xiàn)較大范圍的波長調(diào)諧。因此,研究環(huán)形腔Tm:YAG單縱模激光器很有意義。由于陶瓷相對于晶體具有諸多優(yōu)點,開展陶瓷Tm:YAG單縱模激光器的研究也頗有意義。鑒于此,本文的研究可以概括為以下內(nèi)容:首先,以Tm:YAG激光器的準三能級系統(tǒng)為核心建立了激光器的速率方程,并基于此對環(huán)形腔Tm:YAG激光器的輸出特性進行了數(shù)值計算,給出了泵浦束腰半徑、輸出鏡透過率等對輸出功率特性的影響。通過理論和實驗測量雙重手段分析了Tm:YAG晶體的熱透鏡焦距和泵浦功率及泵浦光斑半徑的關(guān)系。其次,基于旋光器的工作原理研究了環(huán)形腔單向運轉(zhuǎn)的實現(xiàn)方法,設(shè)計了基于旋光器、半波片和選偏腔鏡共同作用的方案。對法布里-珀羅（F-P）標準具選縱模進行了原理...
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：69 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
組合腔法選單縱模原理圖
哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文應，反轉(zhuǎn)粒子數(shù)消耗及分布均勻，就可以通種利用消除空間燒孔效應的單縱模激光實現(xiàn) 1-3，這是李莉等人在 2017 年實驗所采用的體，離子濃度分別為：Tm3+(6at.%)、Ho3+TFP 為具有偏振選擇功能，在激光 45°入透。QWP1 和 QWP2 是兩塊 2μm 1/4 波片 1/4 波片的快軸成 90°，并正好與 TFP 的播的激光在晶體位置處為旋向不同的圓偏振間的光強為一定值，晶體上的光強分布均勻縱模激光。實驗中，加入 F-P 標準具進一mW 的 2090.9nm 單縱模激光，激光光束質(zhì)浦閾值約為 3.13W。
哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文目前，腔內(nèi)插入“光學二極管”實現(xiàn)單向的研究集中在利用聲光調(diào)制器和第效應的兩種方案。下面首先介紹基于聲光調(diào)制器的突出研究成果。2017 年，哈爾濱工業(yè)大學的吳婧等開展了基于聲光 Q 開關(guān)的 Ho:YVO4腔單縱模激光器[41]，實驗裝置如圖 1-5 所示。Ho 離子摻雜濃度為 0.6at.% 20mm。泵浦源采用 1938nm 的 Tm:YAP 固體激光器，通過透鏡組變換得光斑半徑為 0.1mm。設(shè)計了蝴蝶形諧振腔，M1、M2 的曲率半徑分別為 40300mm。聲光 Q 開光以稍微偏離布拉格角放置，對不同偏振的入射光有不效率。通過兩個半波片的作用，最終實現(xiàn)單向運轉(zhuǎn)。在吸收泵浦功率 4.4獲得 941mW 的單縱模振蕩，激光波長為 2053.9nm，吸收泵浦斜率效率。且得到了近衍射極限的單縱模激光（M2=1.1）。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于扭轉(zhuǎn)模腔的L形單縱模Tm,Ho:YAG激光器[J]. 李莉,鞠有倫,戴通宇,陳方. 激光與光電子學進展. 2017(08)
[2]High power single-longitudinal-mode Ho3+:YVO4 unidirectional ring laser[J]. 吳婧,鞠有倫,姚寶權(quán),戴通宇,張振國,段小明,王月珠. Chinese Optics Letters. 2017(03)
[3]2μm星載相干測風激光雷達風速及風向誤差建模與分析[J]. 步志超,陳思穎,張寅超,陳和,郭磐,葛憲瑩. 紅外與毫米波學報. 2015(04)
[4]2.1 μm Ho:LuAG ceramic laser intracavity pumped by a diode-pumped Tm:YAG laser[J]. 楊曉芳,黃海濤,沈德元,朱鶴元,唐定遠. Chinese Optics Letters. 2014(12)
[5]激光超聲技術(shù)在航空碳纖維復合材料無損檢測中的應用[J]. 張昭,肖迎春,李閔行,郭佳,王倩. 航空工程進展. 2014(03)
[6]Analysis and compensation of thermal lens effects in Tm:YAP lasers[J]. 姚寶權(quán),田義,王維,李綱,王月珠. Chinese Optics Letters. 2010(10)
[7]LD抽運Cr,Tm,Ho∶YAG微片激光器單縱模運轉(zhuǎn)特性的研究[J]. 林志鋒,張云山,高春清,高明偉. 物理學報. 2009(03)
本文編號：2916412
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：69 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
組合腔法選單縱模原理圖
哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文應，反轉(zhuǎn)粒子數(shù)消耗及分布均勻，就可以通種利用消除空間燒孔效應的單縱模激光實現(xiàn) 1-3，這是李莉等人在 2017 年實驗所采用的體，離子濃度分別為：Tm3+(6at.%)、Ho3+TFP 為具有偏振選擇功能，在激光 45°入透。QWP1 和 QWP2 是兩塊 2μm 1/4 波片 1/4 波片的快軸成 90°，并正好與 TFP 的播的激光在晶體位置處為旋向不同的圓偏振間的光強為一定值，晶體上的光強分布均勻縱模激光。實驗中，加入 F-P 標準具進一mW 的 2090.9nm 單縱模激光，激光光束質(zhì)浦閾值約為 3.13W。
哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文目前，腔內(nèi)插入“光學二極管”實現(xiàn)單向的研究集中在利用聲光調(diào)制器和第效應的兩種方案。下面首先介紹基于聲光調(diào)制器的突出研究成果。2017 年，哈爾濱工業(yè)大學的吳婧等開展了基于聲光 Q 開關(guān)的 Ho:YVO4腔單縱模激光器[41]，實驗裝置如圖 1-5 所示。Ho 離子摻雜濃度為 0.6at.% 20mm。泵浦源采用 1938nm 的 Tm:YAP 固體激光器，通過透鏡組變換得光斑半徑為 0.1mm。設(shè)計了蝴蝶形諧振腔，M1、M2 的曲率半徑分別為 40300mm。聲光 Q 開光以稍微偏離布拉格角放置，對不同偏振的入射光有不效率。通過兩個半波片的作用，最終實現(xiàn)單向運轉(zhuǎn)。在吸收泵浦功率 4.4獲得 941mW 的單縱模振蕩，激光波長為 2053.9nm，吸收泵浦斜率效率。且得到了近衍射極限的單縱模激光（M2=1.1）。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于扭轉(zhuǎn)模腔的L形單縱模Tm,Ho:YAG激光器[J]. 李莉,鞠有倫,戴通宇,陳方. 激光與光電子學進展. 2017(08)
[2]High power single-longitudinal-mode Ho3+:YVO4 unidirectional ring laser[J]. 吳婧,鞠有倫,姚寶權(quán),戴通宇,張振國,段小明,王月珠. Chinese Optics Letters. 2017(03)
[3]2μm星載相干測風激光雷達風速及風向誤差建模與分析[J]. 步志超,陳思穎,張寅超,陳和,郭磐,葛憲瑩. 紅外與毫米波學報. 2015(04)
[4]2.1 μm Ho:LuAG ceramic laser intracavity pumped by a diode-pumped Tm:YAG laser[J]. 楊曉芳,黃海濤,沈德元,朱鶴元,唐定遠. Chinese Optics Letters. 2014(12)
[5]激光超聲技術(shù)在航空碳纖維復合材料無損檢測中的應用[J]. 張昭,肖迎春,李閔行,郭佳,王倩. 航空工程進展. 2014(03)
[6]Analysis and compensation of thermal lens effects in Tm:YAP lasers[J]. 姚寶權(quán),田義,王維,李綱,王月珠. Chinese Optics Letters. 2010(10)
[7]LD抽運Cr,Tm,Ho∶YAG微片激光器單縱模運轉(zhuǎn)特性的研究[J]. 林志鋒,張云山,高春清,高明偉. 物理學報. 2009(03)
本文編號：2916412
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