LD端面泵浦全固态连续红光激光器

论文摘要

激光二极管（LD）泵浦的固体激光器具有效率高、光束质量好、结构紧凑、寿命长等优点,在军事、医学、信息、科研等领域具有广泛的用途。其中,全固态红光激光器在国际激光研究领域受到广泛的重视。随着晶体生长技术和半导体技术的发展,它在彩显、医疗、光存储和做可调谐Cr∶LiSAF激光器泵浦源方面的广泛用途受到了重视。本文对LD端面泵涌Nd∶YVO4晶体,LBO晶体腔内倍频获得671nm红光进行了理论分析和实验研究,获得671nm红光最大输出功率680mW,光—光转换效率6.7%。具体研究内容如下: 1.回顾LD泵浦固体激光器的发展历史、研究现状,概述了红光固体激光器的发展现状。 2.对红光的倍频产生进行了理论分析,介绍了倍频晶体LBO的物理与非线性特性,分析了其临界相位匹配特性。 3.讨论了激光晶体的热效应问题,并进行了稳区腔型设计,为激光器的优化结构设计提供了可靠的理论依据。 4.研究了LD端面泵浦的Nd∶YVO4/LBO腔内倍频红光激光器。用0.5at%掺杂的Nd∶YVO4晶体,采用LBO晶体Ⅰ类相位匹配获得671 nm激光最大输出功率680mW,光—光转换效率5.7%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• §1.1 LD端泵固体激光器的发展概况
• §1.2 LD端泵的红光激光器的发展现状
• §1.3 红光激光的应用领域
• §1.4 本课题的研究意义和主要工作
• 第二章 全固态红光激光器理论
• §2.1 速率方程理论
• 2.1.1 速率方程
• 2.1.2 端面泵浦情况下泵浦光与振荡光的场分布函数
• 2.1.3 阈值功率
• 2.1.4 输出功率与斜效率
• 2.1.5 近阈值条件下的输出功率和斜率效率
• 2.1.6 强光泵浦情况的输出功率和斜率效率
• §2.2 二次谐波产生
• 2.2.1 非线性光学效应
• 2.2.2 光波在非线性介质内传播的波动方程
• 2.2.3 三波相互作用的耦合波方程
• 2.2.4 倍频效率与相位匹配
• 第三章 耦合系统与晶体特性
• §3.1 耦合系统设计
• 3.1.1 光纤输出端口高斯光束q参数的确定
• 3.1.2 高斯光束经准直系统聚焦后的束腰半径和像距公式
• §3.2 激光晶体特性与选择
• 4晶体特性'>3.2.1 Nd：YVO₄晶体特性
• 4晶体能级和光谱'>3.2.2 Nd：YVO₄晶体能级和光谱
• 4晶体的吸收光谱'>3.2.2 Nd：YVO₄晶体的吸收光谱
• §3.3 倍频晶体的特性与选择
• 4，磷酸氧钛钾）晶体'>3.3.1 KTP（KTiOP₄，磷酸氧钛钾）晶体
• 3O₅，三硼酸锂）晶体：'>3.3.2 LBO（LiB₃O₅，三硼酸锂）晶体：
• 4/BO红光激光器研究'>第四章 全固态Nd：YVO₄/BO红光激光器研究
• §4.1 激光晶体热效应分析
• 4.1.1 激光晶体热效应
• 4.1.2 z=z，半径ρ处，有宽度dρ圆环热源产生的温度场
• 00模基频光产生的温度场'>4.1.3 TEM₀0模基频光产生的温度场
• 4.1.4 激光晶体的温度场图形分析
• §4.2 折叠谐振腔设计
• 4／LBO红光激光器实验研究'>§4.3 全固态Nd：YVO₄／LBO红光激光器实验研究
• 4.3.1 实验装置
• 4.3.2 实验结果与分析
• 总结与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢