LD泵浦電光調Q和雙調Q激光特性研究.pdf

1、激光二極管（LD）泵浦的固體激光器由于全固化、結構簡單、穩(wěn)定性好、泵浦效率和光束質量高等特點，在通訊、探測、醫(yī)療、軍事和信息處理等領域有著廣泛的應用前景，成為國內外激光技術領域研究的熱點。 電光開關是脈沖激光器的重要元件，電光開關性能的改進，對提高激光系統(tǒng)輸出的功率和穩(wěn)定性起著十分關鍵的作用，合理的選用電光材料是提高開關性能的有效途徑。BBO（β相偏磞酸鋇）晶體在非線性光學晶體中，具有好的光學均勻性，高的激光損傷閾值，大的倍頻系

2、數，寬的相位匹配區(qū)間、透光波段范圍和溫度接收帶寬，而且易于制作高光學質量的大尺寸晶體，因而成為一種重要的高頻電光開關材料。 本論文采用光纖耦合輸出的LD作泵浦源，使用YVO4/Nd：YVO4晶體作為激光工作物質，BBO晶體電光開關、Cr4+：YAG飽和吸收體作為腔內調制元件，Ⅱ型相位匹配的KTP晶體作為腔內倍頻晶體，實現了主動電光調Q激光、主被動雙調Q激光和內腔倍頻雙調Q綠光激光運轉，并研究了主被動雙調Q激光的光束質量特性；同時

3、，運用耦合速率方程組對以上調Q激光的運轉特性進行了理論分析。 論文的主要內容： 1.實現了LD泵浦YVO4/Nd：YVO4晶體BBO電光調Q激光運轉，測量了不同脈沖重復率、泵浦功率和輸出耦合鏡透過率下的平均輸出功率、脈沖寬度、脈沖峰值、單脈沖能量，在重復率2kHz、泵浦功率15W和輸出耦合鏡透過率50％時，獲得峰值功率93.64kW，單脈沖能量0.93mJ的脈沖輸出，相應的脈沖寬度為9.9ns。（第二章第一節(jié)）

4、2.考慮腔內光子數密度的橫向與縱向分布、激活介質反轉粒子數密度的橫向空間分布、電光開關時間函數對調Q脈沖特性的影響，給出了描述電光主動調Q激光運轉特性的速率方程新模型，利用計算機數值實驗數據進行了理論模擬。（第二章第二節(jié)） 3.采用平-平腔結構，實現了LD泵浦YVO4/Nd：YVO4晶體BBO電光和Cr4+：YAG飽和吸收體雙調Q的1064nm激光運轉，在重復率2kHz，泵浦功率為15W時，獲得了最短的脈寬4.3ns和最高的峰值

5、功率74.42kW，考慮飽和吸收體基態(tài)粒子數密度的橫向空間分布，給出了雙調Q激光器的耦合速率方程組，并對激光脈沖輸出性能進行了理論模擬。（第三章） 4.采用三鏡折疊腔結構，實現了LD泵浦YVO4/Nd：YVO4晶體BBO電光和Cr4+：YAG飽和吸收體雙調Q的532nm綠光激光運轉，將二次諧波轉換視為諧振腔的一種非線性損耗，給出了雙調Q綠光激光器的耦合速率方程組，并對激光脈沖輸出性能進行了理論模擬。（第四章） 5.開發(fā)了

6、基于數字化CMOS圖像傳感器的激光光束質量測量系統(tǒng)，根據ISO國際組織定義的面陣探測法，測量了LD泵浦雙調Q激光器輸出光束的光束質量因子，實驗數據與理論估算相符。（第五章） 論文的主要創(chuàng)新工作： 1.采用平-平腔結構，首次從理論和實驗上研究了LD泵浦的電光和Cr4+：YAG飽和吸收體雙調Q1064nm激光的輸出特性，理論計算與實驗結果相符； 2.采用三鏡折疊腔結構，利用內腔倍頻，首次從理論和實驗上研究了LD泵浦的