太阳光泵浦Nd：YAG激光器的研究

论文摘要

空间的太阳辐射不受昼夜气候影响,辐射能流密度大,可被用来直接或间接泵浦固体激光器。在间接泵浦时,将太阳光能转化为电能,用电激励半导体激光器,产生的半导体激光泵浦固体激光器。这样太阳光转化为激光的过程非常繁琐,效率偏低。利用直接泵浦则可以省略中间的能量转换过程,从而提高了光-光转换效率,简化了激光器结构和操作步骤。所以,利用太阳光直接泵浦激光晶体实现激光输出具有重要意义。本文首先阐述了太阳光直接泵浦Nd:YAG激光器的发展历史及应用前景。然后对空间太阳光辐射特点、Nd:YAG激光晶体的性质做了介绍,通过建立太阳光谱离散化模型对Nd:YAG激光晶体吸收光谱与太阳光谱的匹配程度进行了分析。从四能级速率方程出发建立了太阳光直接泵浦Nd:YAG激光器的理论模型,根据此模型对激光器各项性能参数进行计算并对结果进行了比较分析,确定了适合实验的晶体尺寸。提出了适合整个系统的锥形聚光腔,通过环形膜实验证明了其合理性。结合计算和分析,对实验进行了总体设计并完成了实验装置的搭建。最后通过有限元法利用ANSYS软件对激光晶体在锥形聚光腔内工作时产生的热效应进行了分析。

论文目录

摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1 引言

1.2 太阳光直接泵浦固体激光器的特点

1.3 太阳光直接泵浦激光器的应用前景

1.4 太阳光直接泵浦固体激光器的发展历史和国内外研究现状

1.5 本论文的主要研究内容及意义

本章小结

第二章太阳辐射光谱与Nd:YAG吸收谱的匹配分析

2.1 空间太阳光辐射特点

2.2 Nd:YAG晶体的结构与特性

2.2.1 物理特性

2.2.2 Nd:YAG激光特性

2.3 ND:YAG晶体吸收谱与太阳光谱匹配分析

2.3.1 建立太阳光谱离散化模型

2.3.2 匹配分析

本章小结

第三章太阳光泵浦Nd:YAG激光器理论模型

3.1 Nd:YAG激光振荡阈值条件

3.1.1 泵浦阈值能量密度

3.1.2 泵浦阈值功率密度

3.2 理论模型的建立

3.3 具体计算方法与结果

3.4 吸收功率计算方法与结果

本章小结

第四章太阳光直接泵浦Nd:YAG激光器实验设计

4.1 太阳光聚光系统

4.1.1 太阳光聚光器简介

4.1.2 一级聚光器菲涅尔透镜原理

4.1.3 二级聚光器3D-CPC的原理

4.1.4 聚光器中的光线追迹与分析

4.2 确定输出镜最佳反射率和透射率

4.3 聚光腔的设计

4.4 实验设计

本章小结

第五章太阳光泵浦Nd:YAG激光器热特性研究

5.1 激光晶体产生热的原因

5.2 有限元法概述

5.3 ANSYS软件简介

5.4 晶体热特性分析

本章小结

结论

致谢

参考文献

相关论文文献

[1].ND增强镁基复合材料的热膨胀性能研究[J]. 电子显微学报 2020(04)
[2].D_(nd)点群的几点释疑[J]. 大学化学 2016(11)
[3].羧甲基壳聚糖对Nd~(3+)的吸附性能[J]. 材料保护 2016(07)
[4].不同稀土Nd~(3+)掺杂含量对锰锌铁氧体吸波性能的影响[J]. 硅酸盐通报 2019(11)
[5].含微量Nd镁基生物材料的研究现状[J]. 科技创新导报 2016(25)
[6].掺Nd~(3+)增益导引-折射率交叉导引光纤激光器阈值特性分析[J]. 南京邮电大学学报(自然科学版) 2017(04)
[7].低分子量壳聚糖Nd~(3+)配合物的合成及抑菌性研究[J]. 资源开发与市场 2010(06)
[8].828nm激发下Nd~(3+)掺杂TiO_2上转换发光的研究[J]. 化工新型材料 2010(08)
[9].轴流泵nD值意义探析[J]. 水泵技术 2013(02)
[10].(nd)~3电子组态的波函数[J]. 大学物理 2013(06)
[11].ND序列的中心极限定理[J]. 广西科学 2010(01)
[12].ND序列乘积和的强收敛性[J]. 广西科学 2010(03)
[13].不同中药复方对蛋鸡ND免疫效果的影响[J]. 中国农学通报 2008(05)
[14].Nd对挤压铸造镁合金组织和力学性能的影响[J]. 特种铸造及有色合金 2014(09)
[15].稀土元素Nd取代对钴锌铁氧体介电损耗的影响[J]. 沈阳理工大学学报 2013(05)
[16].石墨烯被动调Q掺Nd~(3+)激光器研究进展[J]. 激光技术 2016(02)
[17].柠檬酸凝胶燃烧法制备Nd、Yb:GGG纳米多晶粉体[J]. 稀有金属材料与工程 2011(S2)
[18].莺歌海盆地Nd同位素特征及其对物源的制约[J]. 内江科技 2011(12)
[19].聚吡咯-Nd~(3+)取代镍铁氧体-石墨微片复合材料的制备及性能[J]. 济南大学学报(自然科学版) 2017(04)
[20].浅谈ND钢钢管的焊接技术[J]. 中国设备工程 2017(15)
[21].乡村振兴视域下的壮族传统文化变迁研究——基于中越边境地区ND屯的田野考察[J]. 南宁师范大学学报(哲学社会科学版) 2020(01)
[22].考登钢鳍片与ND钢钢管H型鳍片电阻焊的焊接工艺[J]. 金属加工(热加工) 2020(01)
[23].ND钢管在干熄焦锅炉副省煤器中的应用[J]. 中国冶金 2017(10)
[24].东北地区晚古生代-中生代I型和A型花岗岩Nd同位素变化趋势及其构造意义[J]. 岩石学报 2014(07)
[25].Nd~(3+)掺杂对尖晶石型镍铁氧体吸波性能的影响[J]. 磁性材料及器件 2013(05)
[26].金雀异黄素衍生物与Nd~(3+)配合物的合成、表征及抗肿瘤活性研究[J]. 赣南医学院学报 2012(06)
[27].Ca_3Sc_2Si_3O_12:Ce~(3+),Nd~(3+)近红外荧光粉的制备和发光性质[J]. 硅酸盐学报 2010(10)
[28].Nd~(3+):ZnO-B_2O_3-Al_2O_3-SiO_2系透明玻璃陶瓷的制备及表征[J]. 人工晶体学报 2012(05)
[29].阵列微电极研究Nd~(3+)对金属铜在3.5% NaCl溶液中腐蚀电化学行为的影响[J]. 化学学报 2010(12)
[30].Nd对喷射成形Mg-9Al-3Zn-6.5Ca-0.6Mn镁合金组织及力学性能的影响[J]. 粉末冶金工业 2008(05)

标签：太阳光泵浦论文; 聚光比论文; 锥形聚光腔论文; 有限元法论文;

太阳光泵浦Nd：YAG激光器的研究

论文摘要

论文目录

相关论文文献

猜你喜欢