LDA侧面泵浦Nd：YVO4激光器设计

论文题目: LDA侧面泵浦Nd：YVO4激光器设计

论文类型: 硕士论文

论文专业: 光学工程

作者: 杨羊

导师: 李振华,王春勇,吕爱民

关键词: 侧面泵浦,光线追迹法,驱动电源,交叠效率

文献来源: 南京理工大学

发表年度: 2005

论文摘要: 激光二极管（LD／LDA）泵浦的Nd：YVO4激光器除具有一般LDA泵浦固体激光器（DPL）高功率、紧凑、稳定、长寿命和全固态等优点外，得益于Nd：YVO4较普通固体增益介质宽得多得吸收带，该类激光器还具有泵浦效率对温度不敏感的独特优势，在高重复率脉冲激光测距、激光打标等领域有重要应用前景。 本文围绕LDA侧面泵浦Nd：YVO4激光器的设计开展研究工作，在广泛调研的基础上，综合分析了不同增益介质和泵浦方式的优缺点，利用空间相关的速率方程理论，推导了DPL的输入输出特性，并给出了斜效率、交叠效率、阈值泵浦功率等计算公式，构成本设计工作的理论依据。在LDA侧面泵浦Nd：YVO4激光器的设计过程中，泵浦模与振荡模的良好匹配是其中的关键环节，也是本文的研究重点。采用光线追迹法对三个互成120°放置的LDA直接侧面泵浦Nd：YVO4激光器的模匹配问题进行了数值模拟，计算给出的最大交叠效率分别为0.221（c-cut）和0.183（a-cut）。为了进一步提高泵浦光的利用率，引入柱透镜光耦合系统，通过相应数值模拟得到的最大交叠效率可达0.319（c-cut）。此外，论文还分析了平凹腔腔长、凹面镜曲率半径等对交叠效率的影响，完成了对课题组研制的LDA驱动电源的关键参数测试和性能评估，并确定了LDA侧面泵浦Nd：YVO4激光器的初始结构与参数。 由于吸收系数较大，LDA泵浦Nd：YVO4激光器多采用端面泵浦方式。本文的研究结果，为发展高功率输出的LDA侧面泵浦Nd：YVO4固体激光器提供了有价值的参考。

论文目录:

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英文摘要

第一章 引言

1.1 LD泵浦固体激光器的发展及研究现状

1.2 LD泵浦固体激光器的应用

1.2.1 DPL经倍频后产生的蓝、绿激光输出及激光显示

1.2.2 用于材料加工

1.2.3 DPL在军事上的应用

1.2.4 DPL在医疗上的应用

1.3 LD泵浦的固体激光器的发展方向

1.3.1 高功率输出

1.3.2 紫外波段

1.3.3 可见波段

第二章 固体激光增益材料选择和泵浦方式

2.1 固体激光增益材料的一般要求

2.2 固体激光增益材料的分类

2.3 固体激光增益材料的比较

2.4 固体增益材料(Nd：YVO_4)的性质

2.4.1 Nd：YVO_4晶体的基本性质

2.4.2 Nd：YVO_4晶体的能级和结构

2.4.3 Nd：YVO_4晶体吸收光谱

2.4.4 Nd：YVO_4晶体发射光谱

2.5 DPL的泵浦方式

2.5.1 端面泵浦

2.5.2 侧面泵浦

2.5.3 紧缩折叠腔泵浦

2.6 本章小结

第三章：DPL的速率方程理论

3.1 速率方程理论

3.2 LD泵浦激光器的阈值泵浦功率

3.3 LD泵浦激光器的交叠效率

3.4 本章小结

第四章 增益材料横截面光强分布及模式匹配研究

4.1 激光器的谐振腔

4.2 LDA直接泵浦时横截面光强分布计算与分析

4.2.1 增益材料的特性

4.2.2 晶体光轴沿晶体棒纵向时晶体横截面光强分布研究

4.2.2.1 横截面光强分布分析

4.2.2.2 横截面光强计算步骤介绍

4.2.2.3 程序设计

4.2.2.4 横截面光强分布讨论

4.2.3 晶体光轴方向沿晶体棒横截面径向时晶体横截面光强分布研究

4.2.3.1 折射光在晶体中传播

4.2.3.2 e光的光线的方向和波法线的方向

4.2.3.3 泵浦光的偏振方向和晶体光轴夹角与吸收系数关系

4.2.3.4 横截面光强分布讨论

4.3 泵浦光耦合后横截面光强分布计算与分析

4.4 振荡模与泵浦模匹配研究

4.4.1 L_2对η_j的影响

4.4.2 R_1对η_j的影响

4.5 本章小结

第五章：LDA输出特性及其驱动电源关键参数测试

5.1 LDA输出特性

5.2 LDA驱动电源

5.2.1 LDA驱动电源原理

5.2.2 驱动电路性能测试和分析

第六章：LDA侧面泵浦Nd：YVO_4激光器的初始结构与参数

6.1 工作物质的参数

6.2 谐振腔的结构与具体参数

6.3 LDA侧面泵浦结构与参数

6.4 LDA侧面泵浦Nd：YVO_4激光器的电源参数

6.5 本章小结

第七章 本文小结

致谢

参考文献

附件:

发布时间: 2006-12-06

参考文献

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• [3].端泵Nd：YVO4主被动双调Q激光器实验研究[D]. 张韧剑.西北大学2011
• [4].880nmLD泵浦高功率连续单频Nd：YVO4激光器的研究[D]. 王志勇.山西大学2011
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• [7].利用控温的F—P腔改善全固化单频Nd：YVO4激光器的频率稳定性[D]. 赵法刚.山西大学2004
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