LD泵浦全固体连续绿光激光器

论文摘要

激光二极管泵浦全固态激光器（DPSSL）具有效率高、寿命长、结构紧凑、稳定可靠等特点,已成为国际激光领域研究的热点。目前Nd:YVO4和Nd:YAG晶体以其优良的物理、化学及激光特性,被广泛的应用在各类激光产品中。本文对LD端面泵浦全固态Nd:YAG/KTP、Nd:YVO4/KTP连续绿光激光器进行了理论对比和实验研究。首先,回顾全固态激光器的发展历史;介绍绿光激光器的应用及发展现状。其次,对比Nd:YVO4和Nd:YAG的晶体特性;对激光二极管端面泵浦Nd:YVO4/Nd:YAG固体激光器的输入输出特性进行对比和理论研究,为实际优化设计激光器提供了依据。第三,总结出影响腔内倍频的因素;首次分析了多层膜的反射特性对Ⅱ类相位匹配倍频效率的影响;简单介绍KTP晶体的倍频特性,得出Nd:YVO4和Nd:YAG为激光晶体时KTP晶体的最佳长度。第四,计算了Nd:YVO4和Nd:YAG晶体在不同泵浦功率下的热焦距,以及相关参数与热焦距的关系;利用ABCD矩阵对腔体稳定性进行分析,设计出在很大范围内保持稳定的热稳腔,从理论上实现了输出光斑的像散补偿。最后,设计出方便调节的LD泵浦全固体连续绿光激光器。比较不同KTP长度下,Nd:YVO4和Nd:YAG激光晶体的输入输出特性。采用简单的直腔设计,获得最大4.18W的绿光输出;采用V型腔设计,获得最高17.8%的光-光转换效率,较好的实现了输出光斑的像散补偿。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 LD泵浦全固体激光器（DPSSL）
• 1.1.1 DPSSL的发展历史
• 1.1.2 DPSSL的特点
• 1.1.3 DPSSL的发展方向及应用
• 1.2 绿光激光的产生方法及应用
• 1.2.1 绿光激光的产生方法
• 1.2.2 绿光激光的应用
• 1.3 LD泵浦全固态绿光激光器的发展状况
• 1.4 本论文主要工作
• 第二章 激光晶体材料和四能级系统分析
• 2.1 激光晶体特性分析
• 2.2 激光器运转模型
• 2.2.1 速率方程
• 2.2.2 LD端面泵浦固体激光器的输入输出特性
• 2.3 本章小结
• 第三章 二次谐波理论及倍频晶体的特性分析
• 3.1 二次谐波理论
• 3.1.1 非线性光学效应
• 3.1.2 倍频原理
• 3.1.3 影响倍频转换效率的因素
• 3.2 多层膜的反射特性对Ⅱ类相位匹配倍频效率的影响
• 3.3 倍频晶体特性分析
• 3.3.1 KTP晶体的特性分析
• 3.3.2 KTP晶体的最佳长度分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 热透镜效应及激光谐振腔体分析
• 4.1 光泵浦热效应
• 4.1.1 热透镜效应的理论分析
• 4.1.2 减小热透镜效应的方法
• 4.1.3 晶体制冷散热系统
• 4.2 激光谐振腔体分析
• 4.2.1 腔体传输矩阵分析
• 4.2.2 V型腔腔体分析
• 4.3 本章小结
• 第五章 LD端面泵浦全固体连续绿光激光器的实验研究
• 5.1 直腔绿光激光器
• 5.2 V型腔绿光激光器
• 5.3 实验小结
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 硕士期间完成论文
• 致谢