LD端面泵浦Nd：YAG大功率蓝光激光器研究

论文摘要

论文采用了固体激光领域广泛应用的Nd：YAG激光晶体，通过利用晶体的准三能级激光跃迁，采用倍频手段得到473nm蓝色激光。本文分析了准三能级跃迁理论，利用激光谐振腔处于稳态时的速率方程，导出了Nd：YAG晶体准三能级946nm起振时，不同透射损耗下激光阈值同最佳激光晶体长度之间的关系。本文研究了采用新型复合晶体替代传统散热法减小工作物质中的热沉积现象；研究了热焦距、阈值功率和泵浦光斑半径三者之问的关系；比较了四种用于蓝光的倍频晶体LBO、KN、BBO和BIBO的性能参数；以ABCD矩阵为工具，用等效g参数对直腔，G参数对V型折叠腔为代表的驻波腔进行了理论分析和计算，求得了在直腔和V型腔内传播的高斯光束的相应的参数，为实验的开展做好了准备。最后，根据前文的分析和计算，采用新型的复合Nd：YAG晶体作为增益介质，采用直腔结构，在普通半导体制冷器TEG控制激光晶体温度的情况下，可吸收泵浦功率为14W时，得到473nm激光输出功率为400mW，泵浦光一倍频光的光光转换效率为2.86％。基本达到蓝光激光器高效、紧凑的要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• §1.1 激光二极管泵浦的特点
• §1.2 全固态蓝光激光技术的应用前景
• §1.3 蓝色激光的获得
• §1.4 LD泵浦蓝激光研究现状
• §1.5 本文的主要研究内容
• 第二章 激光晶体与准三能级系统
• §2.1 Nd:YAG的物化特性
• §2.2 Nd:YAG晶体的光谱特性
• §2.3 Nd:YAG晶体中的946nm谱线
• §2.4 Nd:YAG准三能级激光系统
• §2.5 激光阈值与晶体最佳长度
• §2.6 激光的内部和外部斜效率
• §2.7 本章小节
• 第三章 激光器单元设计
• §3.1 热效应研究
• §3.1.1 复合Nd:YAG晶体散热性能的研究
• §3.1.2 热透镜效应
• §3.2 倍频晶体性能比较
• §3.3 谐振腔设计
• §3.3.1 直腔的参数计算
• §3.3.2 V型腔参数计算
• §3.4 本章小结
• 第四章 LDA泵浦全固体直腔蓝光激光器实验
• §4.1 理论计算
• §4.2 数据处理
• §4.3 实验小结
• 第五章 总结与展望
• §5.1 总结
• §5.2 展望
• 致谢
• 参考文献