LD泵浦Nd:YVO4/BIBO全固态蓝光激光器的理论与实验研究

论文摘要

与传统的气体激光器相比,二极管泵浦全固态激光器（DPSSL）具有效率高、稳定性好、结构紧凑、小型化、寿命长等优点,在医学、激光显示、同位素分离、超高密度光存储、精密材料加工、海洋资源探测、光谱分析等领域具有广泛的应用,是近几年来全固体激光器件研究的热点。LD泵浦掺Nd3+激光介质,腔内倍频全固态蓝光激光器已成为获得蓝光最有效、最具商业价值的方法,进而成为一个研究热点。但目前瓦级全固体蓝光激光器的研究还不成熟,本文在理论和实验上进行研究,对全固体蓝光激光器的产业化具有一定的参考价值。主要工作如下：1.回顾了全固态激光器的发展历程、特点及其应用,蓝光激光器的研究背景以及实现蓝色激光输出的方法。综述了国内外激光二极管泵浦全固态蓝光激光器的研究进展；2.从激光晶体的准三能级特性出发,充分考虑增益与损耗之间的矛盾,选择出最佳晶体长度;对三种倍频晶体进行了比较,选择出BIBO作为主要倍频晶体;对膜系进行了必要的分析,在维持914nm谱线振荡的同时,充分考虑了其它激光谱线的抑制。3.介绍了倍频原理,指出提高倍频效率的方法。并对几种倍频晶体进行比较,选出较合适的倍频晶体BIBO。最后,介绍了BIBO的物理、光学性质Ⅰ类相位匹配倍频过程。4.通过一种简单的直接测量的方法测得不同倍频功率下的热透镜焦距。设计了简单的双凹直腔结构,利用端面泵浦钕离子掺杂浓度为0.2%的激光晶体Nd:YVO4, BIBO腔内倍频,在808nm 18W功率泵浦下,采用水冷控温,最终得到650mW的457nm的蓝光输出,光光转化效率达3.61%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 概述
• 1.1 LD泵浦全固态激光器（DPSSL）发展和特点
• 1.2 全固态蓝光激光器的应用
• 1.3 获得蓝色激光的方法
• 1.4 LD泵浦全固态蓝光激光器的研究进展与本课题的提出
• 第二章 激光晶体分析与谐振腔设计
• 2.1 激光晶体的分析与选择
• 4晶体的物化性能'>2.1.1 Nd:YVO₄晶体的物化性能
• 2.1.2 激光特性及准三能级分析
• 3+掺杂浓度的选择'>2.2 晶体长度及Nd³⁺掺杂浓度的选择
• 2.3 谐振腔的设计
• 2.3.1 谐振腔参数计算
• 2.3.2 热透镜效应对谐振腔稳定性及模式匹配的影响
• 2.3.3 最佳输出镜透过率
• 2.4 本章小结
• 第三章 倍频原理介绍与倍频晶体的选择
• 3.1 二次谐波的产生
• 3.2 二次谐波的小信号解
• 3.3 二次谐波的大信号解（基频波存在损耗）
• 3.4 倍频晶体选取
• 3.5 膜系设计
• 3.6 本章小节
• 4/BIBO腔内倍频蓝光实验'>第四章 LD泵浦Nd:YVO₄/BIBO腔内倍频蓝光实验
• 4晶体热透镜效应'>4.1 端面泵浦Nd:YVO₄晶体热透镜效应
• 4.1.1 基于稳定腔理论的热焦距的测量方法
• 4.1.2 实验装置及测量结果
• 4.2 914nm准三能级激光系统的研究
• 4.2.1 不同腔长的实验对比
• 4.2.2 输出腔镜为不同透过率的试验对比
• 4/BIBO腔内倍频蓝光实验'>4.3 Nd:YVO₄/BIBO腔内倍频蓝光实验
• 4.3.1 基本结构
• 4.3.2 倍频光输出特性
• 4.4 本章总结
• 第五章 总结
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表