全固态Cr～（4+）：YAG被动调Q Nd：YAG紫外激光器

论文摘要

与传统紫外波段的准分子气体激光器和长波段激光相比,激光二极管（LD）泵浦的全固态紫外激光器具有转换效率高、高重复率、性能可靠、体积小、重量轻、光束质量好及其运行成本低等优点。这些优点使得全固化紫外激光器前景非常可观。本文对Cr4+:YAG 被动调QLD 泵浦Nd:YAG 激光器进行了深入的研究。1.介绍了全固态紫外激光器国内外的发展概况,总结调Q 全固态紫外激光器的优点,实现方式,及最新进展。2.从增益介质中饱和光强的微分方程出发,讨论了LD 泵浦固体激光器的输入输出特性及影响阈值的主要因素; 结合理论和本文工作的要求,优化腔结构,探讨了获得最佳准连续1064nm 激光的方式; 设计了LD 泵浦Cr4+:YAG 被动调Q 的全固态Nd:YAG 脉冲红外激光器。3.根据相位匹配原理,结合KTP 的光学特性,采用Cr4+:YAG 被动调Q 方案获得了高峰值功率,窄脉冲,高转换效率的532nm 输出:腔外用焦距为100mm 的聚焦透镜将1064nm 红外激光耦合到长为9mm 的KTP 二倍频晶体中,得到平均功率为28mW 的脉冲绿光。4.结合BBO 自身性质,在获得较高绿光功率的基础上,进行了四倍频理论研究:将532nm 的脉冲绿光经过焦距为30mm 的聚焦透镜,耦合到长为4mm 的BBO 四倍频晶体上,获得了峰值功率为7.5W,平均功率为1.3mW,重复频率为11.2kHz,脉冲宽度为13ns 的266nm 紫外激光,其绿光-紫外光的转换效率为3.5%,红外光-紫外光的转换效率为0.62%。5.理论分析了三波互作用的和频现象; 介绍了一些新型紫外晶体的光学特性; 对LBO 晶体三倍频、CLBO 五倍频作了理论分析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪言
• 1.1 全固态激光器的发展历史
• 1.2 全固态调Q 紫外激光器的发展状况
• 1.3 本课题的来源、研究内容和意义
• 4+:YAG 被动调Q 试验研究'>2 LD 泵浦固体激光器理论及CR⁴⁺:YAG 被动调Q 试验研究
• 2.1 基频光的输出特性分析
• 2.2 腔型结构对输出特性的影响理论
• 2.3 自聚焦透镜用作端泵浦耦合系统
• 4+:YAG 被动调Q ND:YAG 1064NM 激光器'>2.4 LD 泵浦CR⁴⁺:YAG 被动调Q ND:YAG 1064NM 激光器
• 3 腔外倍频全固态准连续ND:YAG/KTP 绿光激光器
• 3.1 相位匹配原理
• 3.2 非线性倍频晶体KTP 特性
• 3.3 LD 泵浦腔外倍频全固态被动调Q ND:YAG/KTP 绿光激光器
• 4 全固态准连续腔外四倍频激光器
• 4.1 四倍频效率的理论
• 4.2 BBO 晶体相位匹配参数
• 4+:YAG 被动调Q266NM 紫外激光器'>4.3 全固态CR⁴⁺:YAG 被动调Q266NM 紫外激光器
• 5 腔外和频连续全固态紫外355NM、213NM 激光器
• 5.1 非线性光学和频理论
• 5.2 LBO 晶体三倍频实现355NM 紫外输出理论
• 5.3 产生213NM 紫外激光的理论分析
• 6 全文总结
• 致谢
• 参考文献
• 附录I （攻读硕士学位期间发表论文目录）