太赫茲輻射源用Nd-YAG 1319nm-1338nm雙波長激光器的研究.pdf

1、太赫茲波因其在醫(yī)學(xué)成像，物質(zhì)探測，天體觀測等眾多前沿領(lǐng)域有重要應(yīng)用，迄今為止一直受到科學(xué)研究人員的廣泛關(guān)注。目前太赫茲輻射因其輸出性能較差，導(dǎo)致其很難直接應(yīng)用于實(shí)際的生產(chǎn)、科研等領(lǐng)域。本論文旨在通過研究LD端面抽運(yùn)Nd:YAG晶體，實(shí)現(xiàn)高功率1319nm/1338nm雙波長激光輸出，為獲得高功率太赫茲輻射提供理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
　　本論文結(jié)合雙波長激光器的理論和實(shí)驗(yàn)兩方面對激光器輸出特性進(jìn)行研究，首次理論研究并實(shí)現(xiàn)了熱力學(xué)和光學(xué)穩(wěn)定

2、激光諧振腔，獲得了高功率、高光束質(zhì)量LD端面抽運(yùn)1319nm/1338nm雙波長連續(xù)激光輸出和聲光調(diào)Q脈沖激光輸出，并在此基礎(chǔ)上對該雙波長激光轉(zhuǎn)換為太赫茲輻射的輸出功率進(jìn)行研究。具體研究內(nèi)容如下：
　?。?）基于連續(xù)LD端面抽運(yùn)Nd:YAG晶體，結(jié)合1319nm/1338nm雙波長激光器的速率方程，給出了雙波長激光器平均輸出功率、激光脈寬、峰值功率以及激光線寬表達(dá)式及模擬結(jié)果；
　?。?）建立并對比分析了LD端面抽運(yùn)下非鍵合

3、Nd:YAG晶體和鍵合Nd:YAG晶體溫度場分布，給出了有效的熱效應(yīng)補(bǔ)償方案。模擬了激光晶體工作狀態(tài)下熱透鏡焦距，為激光諧振腔設(shè)計(jì)提供依據(jù)；結(jié)合激光晶體的熱透鏡焦距及端面抽運(yùn)方式，設(shè)計(jì)了熱力學(xué)和光學(xué)穩(wěn)定的雙波長激光器諧振腔；
　?。?）開展了1319nm/1338nm雙波長連續(xù)輸出及調(diào)Q狀態(tài)輸出實(shí)驗(yàn)，最終獲得了5.77W連續(xù)輸出，光束質(zhì)量M2=1.13，雙波長激光功率配比接近1:1，脈沖輸出峰值功率4300W，重復(fù)頻率10kHz；