Tm-YAG激光器主動(dòng)鎖模技術(shù)的研究.pdf

1、2μm波段激光處于人眼安全范圍，可應(yīng)用在醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測(cè)、材料加工、通信等方面。超短脈沖由于具有極窄的脈沖寬度、很高的峰值功率，使其在生物組織的微加工、新型光子器件的制作等方面都有重要的應(yīng)用。本論文所研究的激光既具有2μm波段激光的特性，又具有超短脈沖的特性，因此具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值和研究價(jià)值。本論文的主要目的就是運(yùn)用主動(dòng)鎖模技術(shù)，獲得Tm:YAG晶體的聲光主動(dòng)鎖模脈沖。
　　本論文首先分析了Tm:YAG固體激光器的發(fā)展情況以及2

2、μm波段鎖模激光器的發(fā)展情況。同時(shí)，分析了Tm:YAG晶體的一些特性，包括光學(xué)和光譜特性、物理和化學(xué)特性，根據(jù)其吸收譜，確定實(shí)驗(yàn)所用的泵浦源為785nm的半導(dǎo)體激光器。根據(jù)Tm3+的能級(jí)結(jié)構(gòu)，獲得Tm:YAG固體激光器的速率方程，并根據(jù)所得出的速率方程理論，對(duì)Tm:YAG激光器的閾值進(jìn)行了分析。同時(shí)，對(duì)Tm:YAG晶體進(jìn)行了熱場(chǎng)理論分析，并通過搭建簡單的諧振腔，對(duì)晶體熱焦距進(jìn)行了測(cè)量，另一方面，運(yùn)用“光束質(zhì)量反推法”，對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)

3、證。
　　其次，分析了鎖模的基本原理，并對(duì)主動(dòng)鎖模原理進(jìn)行了著重分析，包括對(duì)鎖模過程的時(shí)域和頻域的分析，相位調(diào)制原理和振幅調(diào)制原理的分析，以及主動(dòng)鎖模激光器的脈寬分析。并分析了鎖模諧振腔的設(shè)計(jì)原理，通過對(duì)諧振腔參數(shù)的分析，得出各個(gè)參數(shù)的理論數(shù)值。從而確定實(shí)驗(yàn)所需的諧振腔的具體結(jié)構(gòu)。
　　最后，根據(jù)設(shè)計(jì)好的諧振腔結(jié)構(gòu)，搭建完整的實(shí)驗(yàn)裝置，對(duì)弛豫振蕩現(xiàn)象進(jìn)行了驗(yàn)證與測(cè)量。通過諧振腔的調(diào)節(jié)，以及對(duì)鎖模驅(qū)動(dòng)器的調(diào)試，實(shí)現(xiàn)腔長與載波頻