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DPL微片被动调Q激光器的数学仿真与实验研究

2020-11-21阅读(401)

DPL微片被动调Q激光器的数学仿真与实验研究

论文摘要

近年来,掺Cr4+离子的各种晶体作为被动调Q 开关受到了广泛的关注,它们具有很宽的吸收带和良好的饱和吸收性质,恢复时间较长,光化学性质稳定,无退化现象,热导性好,损伤阈值高。特别是Cr4+离子和激光增益离子双掺的晶体做成的微片调Q 激光晶体已经成了研究的热点。本论文介绍了DPL 高重频、高功率Cr4+: Nd3+:YAG 双掺微片被动调Q 激光器的数值仿真分析和实验研究工作。首先,在理论分析的基础上,对通常的调Q 速率方程组做了改进,改进后的方程组仿真验证结果更接近于实验结果。然后,根据改进后的速率方程组,对微片被动调Q 二极管泵浦固体激光器进行了数值优化。计算出了微片调Q 脉冲的峰值功率,单脉冲能量,脉冲宽度,重复频率等数值解。从理论上分析了饱和吸收体的长度,晶体通光半径等五个参数对于峰值功率、单脉冲能量、脉冲宽度和重频的影响。开展了以Nd3+:YAG 为基片液相外延Cr4+:YAG 的双掺微片调Q 实验研究工作,在连续泵浦情况下,得到了输出脉冲重频7-40KHz,脉宽1.66-1.99ns 左右的光脉冲的初步实验结果。此项实验在国内尚未见报道。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 课题研究的背景和意义
  • 1.2 二极管泵浦被动调Q 微片激光器的国内外发展动态
  • 1.3 本论文的主要工作
  • 第二章 微片被动调Q 激光器的工作原理
  • 2.1 激光工作物质
  • 2.1.1 物理性能及光谱特性
  • 2.1.2 能级结构
  • 2.1.3 激光特性
  • 2.2 饱和吸收体
  • 2.3 被动调Q 激光器的调Q 过程
  • 2.4 CR:YAG 被动调Q 的二极管泵浦ND:YAG 微片激光器
  • 2.4.1 热键合法
  • 2.4.2 液相外延法
  • 第三章 被动调Q 微片激光器的计算机仿真
  • 3.1 速率方程组分析
  • 3.2 被动调Q 速率方程组的三点改进
  • 3.3 编程思路
  • 3.3.1 仿真算法
  • 3.3.2 实现方法
  • 3.3.3 程序流程
  • 3.4 仿真结果及结果分析
  • 3.5 本章小结
  • 第四章 微片被动调Q 参数的理论优化
  • 4.1 调Q 输出参数的解析解推导
  • 4.2 参数优化程序设计
  • 4.3 程序设计的流程图
  • 4.4 优化参数的设定
  • 4.5 参数优化图形及分析
  • 4.6 本章小结
  • 第五章 外延微片被动调 Q 实验
  • 5.1 实验对象
  • 5.1.1 液相外延方式制备的微片
  • 5.1.2 热键合方式制备的微片
  • 5.1.3 饱和吸收体基态粒子浓度的计算
  • 5.1.4 镀膜要求
  • 5.2 实验装置
  • 5.2.1 泵浦源
  • 5.2.2 电流驱动
  • 5.2.3 测量仪器
  • 5.3 实验结果
  • 5.4 实验结果分析
  • 5.4.1 仿真与实验差异分析
  • 5.4.2 外延微片与键合微片实验结果差异分析
  • 5.5 实验存在的问题及进一步的工作
  • 5.6 本章小结
  • 第六章 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 个人简历及攻读硕士学位期间发表的论文
  • 个人简历
  • 攻读硕士学位期间发表的论文

    • 相关论文文献

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