Yb:YAG微片激光性能的理论分析

论文摘要

本论文根据激光物理理论对Yb:YAG微片激光性能进行了理论分析,解析分析结论和数值模拟结果与权威的实验数据很好地吻合,对激光器件,特别是新材料激光器性能的预测评估及实验的改进具有指导意义。具体内容如下：从激光器的速率方程出发,考虑Yb3＋离子的基态再吸收的影响,对系统进行了理论分析,得出阈值表达式。考虑依赖温度的发射截面、与浓度有关的荧光寿命以及热透镜效应对Yb:YAG微片激光性能有重要影响,计算了激光波长为1030nm的Yb:YAG晶体在不同温度下的受激发射截面,从而可以使我们在激光设计中更灵活地选择浓度与温度。在理论分析的基础上进行数值模拟计算,不同浓度下,通过改变晶体厚度和输出镜透过率提出了Yb:YAG微片激光器的优化运转方案。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 激光二极管泵浦固体激光器的发展
• 1.2 激光二极管泵浦微片激光器概述
• 1.3 Yb:YAG微片激光器的研究现状及发展趋势
• 1.4 本论文的主要研究内容
• 第二章 Yb:YAG晶体和激光器的物理描述
• 2.1 Yb:YAG晶体的特性和光谱参量的计算
• 2.1.1 Yb:YAG晶体的特性简介
• 2.1.2 Yb:YAG晶体吸收系数的计算
• 2.1.3 Yb:YAG晶体发射截面和荧光寿命的计算
• 2.2 Yb:YAG晶体激光器的速率方程理论
• 2.2.1 讨论
• 2.3 本章小结
• 第三章 Yb:YAG晶体参量和热效应
• 3.1 Yb:YAG激光晶体参数的性能分析
• 3.1.1 Yb:YAG晶体1030nm受激发射截面随温度的变化特性研究
• 3+离子掺杂浓度对Yb:YAG晶体荧光寿命的影响'>3.1.2 Yb³⁺离子掺杂浓度对Yb:YAG晶体荧光寿命的影响
• 3.2 Yb:YAG激光晶体的热效应
• 3.2.1 Yb:YAG晶体的热透镜效应
• 3.2.2 Yb:YAG晶体的热传导系数、热膨胀系数与温度的关系
• 3.3 本章小结
• 第四章 Yb:YAG微片激光性能的数值模拟与分析
• 4.1 微片激光器的优化运转方案
• 4.1.1 掺杂浓度对微片激光输出性能的影响
• 4.1.2 微片厚度对激光输出性能的影响
• 4.1.3 输出镜透过率的优化选择
• 4.2 本章小结
• 总结
• 致谢
• 参考文献