發(fā)布時間：2024-07-10 20:05

　　本文以二極管直接泵浦高效率Nd:YLF激光器為主要研究對象,重點研究了InnoSlab混合腔的數(shù)值仿真與設(shè)計方法、Nd:YLF晶體的熱效應(yīng)、以及在準(zhǔn)連續(xù)和連續(xù)狀態(tài)下高功率1047nm激光技術(shù)。并針對二極管激光器疊陣與Nd:YLF晶體的耦合傳輸問題,設(shè)計了大口徑泵浦光耦合系統(tǒng),晶體介質(zhì)實現(xiàn)了高效均勻長程吸收。本文的主要研究成果包括:1)陳述了二極管激光泵浦的固體激光器從二十世紀(jì)至今的發(fā)展,直接泵浦方式的原理及其優(yōu)勢,以及直接泵浦技術(shù)的發(fā)展歷程。2)通過Matlab計算與仿真實現(xiàn)了 InnoSlab混合腔,并通過Zemax軟件設(shè)計了大口徑光斑的泵浦耦合系統(tǒng)。在諧振腔設(shè)計上,采用了 InnoSlab的腔型結(jié)構(gòu),水平方向設(shè)計為共焦離軸非穩(wěn)腔,在豎直方向上是平凹穩(wěn)定腔。在泵浦耦合系統(tǒng)的設(shè)計上,通過一個雙曲透鏡和一個柱透鏡對泵浦光斑進(jìn)行整形,整形后的尺寸為15mm×0.8mm。3)對晶體的熱效應(yīng)進(jìn)行了解析分析和數(shù)值模擬。首先,分析了采用直接泵浦方式和傳統(tǒng)泵浦方式時晶體上的溫度分布,并對比研究了泵浦區(qū)域的寬度和晶體摻雜濃度對溫度分布帶來的影響。其次,分析了晶體上的熱應(yīng)力分布,并計算了不同泵浦方式所能...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?Ｎｄ：ＹＬＦ能級躍遷??３??

當(dāng)亞穩(wěn)態(tài)４Ｆ３／２能級（激光上能級）上的粒子不斷累積，達(dá)到一定數(shù)量的時候，便會實現(xiàn)??粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，亞穩(wěn)態(tài)４Ｆ３，２能級上的粒子繼而通過受激輻射的方式，躍遷到基態(tài)能級上，??從而實現(xiàn)激光輸出。如圖１．１所示。??十…二?卜…」??無輻射躍遷????＂＂?４？３／２??受激輻射??１....

圖13間接泵浦和直接泵浦Nd:YAG激光器實驗結(jié)果對比

經(jīng)理論推算和實驗驗證可以得出：??１）直接泵浦（８６９ｎｍ，８８５ｎｍ）普遍比間接泵浦（８０４ｎｍ，?８０７ｎｍ）斜率效率更高，??閾值功率更低，斜率效率增加了?１２％；??２）基態(tài)熱激發(fā)直接泵浦（８８５ｎｍ）的斜率效率比傳統(tǒng)間接泵浦（８０８ｎｍ）方式增加??了?１２％，比基態(tài)直....

圖１．４?８８５ｎｍ直接泵浦激光器（ａ）?Ｎｄ：ＹＡＧ品體摻雜濃度為２．４ａｔ．％?（ｂ）輸出鏡反射率為９５％??

２００１年，Ｒ丄ａｖｉ［２２］等人利用光纖耦合的大功率ＬＤ替代了鈦藍(lán)寶石激光器，將??Ｎｄ：ＹＡＧ激光器的輸出功率從毫瓦級（ｍＷ）提升到了瓦級（Ｗ），從而使得直接泵浦??Ｎｄ：ＹＡＧ激光器的輸出功率有了量級丨：的提升。實驗裝置如圖１．５所示：??Ｏｕｔｐｕｔ?Ｃｏｕｐｌｅｒ?Ｗａ....

圖1.5SSSnm光纖藕合LD直接泵浦Nd:YAG激光器

Ａｂｓｏｒｂｅｄ?Ｐｏｗｅｒ?（Ｗ）?Ａｂｓｏｒｂｅｄ?Ｐｏｗｅｒ?（Ｗ）??（ａ）?（ｂ）??．４?８８５ｎｍ直接泵浦激光器（ａ）?Ｎｄ：ＹＡＧ品體摻雜濃度為２．４ａｔ．％?（ｂ）輸出鏡反射率為９５％２００４年，Ｓ．Ｇｏｌｄｒｍｇ［２１］等人用實驗證明了泵浦帶和激光上能級之間的....

本文編號：4004660