LD侧泵高功率全固态532nm、355nm激光器研究

论文摘要

全固态激光器(DPSSL)与传统的灯泵激光器相比具有效率高、稳定性好、结构紧凑、小型化、长寿命等优点,是新一代固体激光器件。全固态绿光、紫外光激光器在医学、激光演示、同位素分离、超高密度光存储、精密材料加工、紫外固化、光刻、光谱分析等领域具有广泛的应用,近年来成为激光领域研究的热点之一。本论文围绕高功率全固态532nm绿光和355nm紫外激光器进行了理论和实验研究,并取得了一些成果,论文主要内容和创新点概括为: 1、回顾了全固态激光器的发展过程,介绍了半导体泵浦的全固态激光器的主要特性以及各类LD泵浦的晶体材料及其特性,综述了国内外激光二极管泵浦的各种波长全固态激光器的研究进展,并介绍了全固态紫外激光器的优点及其应用,综述了国内外紫外激光器的最新研究进展。 2、应用Q开关理论、非线性光学倍频与和频理论对LD侧面泵浦的全固态激光器进行了理论研究,讨论了影响倍频效率的几个因素,如相位失配、走离效应等,并分析了各种非线性晶体的基本特性,比较了其优缺点。 3、详细研究了激光增益介质和非线性晶体的热效应,讨论了其对激光器件稳定运行的影响;建立了符合实际特点的热分析模型,并利用热传导方程及其满足的边界条件,得到激光器件温度场及其热形变场的解析或半解析计算通解表达式,分析了影响激光器件温场分布的各种因素,为有效地解决全固态激光系统中的热问题提供了理论依据,并在此基础上提出了热效应的消除和补偿方法。 4、通过对固体激光器光学谐振腔几何参数、腔模参数的讨论,并利用ABCD传输矩阵理论,合理设计了满足研究目的的腔型结构,并利用其进行了LD侧面泵浦腔内倍频绿光激光器的实验研究。在泵浦电流为23A,重复频率为10kHz时,获得平均功率高达46W的绿光激光输出,光—光转换效率为61.3%,输出脉冲脉宽为219ns,峰值功率为21kW。 5、根据相位匹配原理,结合KTP晶体、LBO晶体、BBO晶体的相位匹配特点及其光学特性,选用LBO/LBO晶体,分别在电光调Q和声光调Q两种方

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• §1.1 全固态激光器发展简况
• §1.2 LD泵浦的全固态激光器优势与应用
• §1.3 LD泵浦的激光增益介质
• §1.4 LD泵浦的方式
• §1.5 LD侧泵的全固态紫外激光器应用及发展状况
• 参考文献
• 第二章 激光调Q技术
• §2.1 调Q激光理论
• §2.2 声光调制和声光调Q技术
• §2.3 电光调制和电光调Q技术
• 参考文献
• 第三章 LD侧泵的全固态绿光、紫外光激光器的理论研究
• 4、Nd：YAG激光晶体的物理及光学特性'>§3.1 Nd：YVO₄、Nd：YAG激光晶体的物理及光学特性
• §3.2 非线性晶体KTP、LBO、BBO的特性
• §3.3 二次谐波及和频产生理论
• §3.4 腔内倍频速率方程理论
• 参考文献
• 第四章 LD侧泵的激光增益介质和非线性晶体热效应研究
• §4.1 激光增益介质的热透镜效应
• §4.2 激光增益介质的热致双折射效应
• §4.3 腔内倍频非线性晶体的热效应
• §4.4 热效应的消除及补偿
• 参考文献
• 第五章 LD侧泵的全固态532nm准连续绿光激光器研究
• §5.1 泵浦方式与调Q方式的选择
• §5.2 谐振腔设计
• §5.3 LD侧泵的全固态高功率准连续绿光激光器的实验研究
• 参考文献
• 第六章 LD侧泵的全固态355nm调Q紫外激光器研究
• §6.1 非线性晶体腔内和频产生紫外激光的机理
• §6.2 LD侧泵声光调Q 355nm紫外激光器的实验研究
• §6.3 LD侧泵电光调Q 355nm紫外激光器的实验研究
• 参考文献
• 总结与建议
• 博士期间发表的论文及获奖情况
• 致谢