高功率LD侧泵准连续腔内倍频全固体绿光激光器研究.pdf

西北大学
博士学位论文
高功率LD侧泵准连续腔内倍频全固体绿光激光器研究
姓名:陈浩伟
申请学位级别:博士
专业:光学
指导教师:白晋涛
20080609
摘要全固体激光具有能量高、寿命长、方向性好、单色性和相干性强等特点,己成为国际激光产业新的开发及应用热点。本论文以“侧面泵浦腔内倍频全固态准连续绿光激光器”为研究中心,对激光工作物质内增益分布特性、温度分布特性、热透镜效应、热致双折射效应的原理及特点进行了研究;研究了大功率全固体激光谐振腔的动态特性;对采用内腔倍频方式工作的“侧面泵浦双棒串接腔内倍频全固态准连续绿光激光器”进行了系统的实验研究,并对其实现产品化进行了理论分析和实验研究。论文工作的主要成果如下:⒒毓肆巳ü烫す馄鞯姆⒄构蹋凼隽斯谕饴坦饧す馄鞯难芯拷埂⑽7⒄勾蠊β嗜ü烫迓坦饧す馄鳎饫锘毓肆巳ü烫寮す馄鞯睦砺刍基于速率方程理论,对于侧面泵浦腔内龊崮U竦吹奈忍匠探辛搜芯浚通过对激光二极管泵浦的全固态主动调龀寮す馄魉俾史匠痰姆治觯致哿影响脉冲激光器输出能量、峰值功率、脉冲宽度及波形的因素。介绍了声光调原理及器件的基本结构。利用非线性光学耦合波方程,讨论了非线性晶体受基波辐射极化产生二次谐波以及和频产生的机理。分析了影响激光器倍频效率的主要因素。⒎治隽瞬嗝姹闷旨す饨橹手械奈露确植迹芯苛艘鹑韧妇敌вΦ募钢忠素,给出了大功率泵浦条件下的热透镜焦距随泵浦电流的变化趋势。研究了固体激光棒中的热应力分布,应力双折射的起因及其补偿方案。针对实验目标和实验条件,研究了适于大功率运行的激光谐振腔结构及其稳定性,讨论了双棒串接型折叠腔的像散及其控制问题。⒋永砺凵涎芯苛饲荒诒镀捣窍咝跃宓娜刃вΑ@肁渚卣螅模式匹配以及像散补偿的原则下,对于折叠腔的动态特性以及像散因素进行了分析。通过优化谐振腔参数,使谐振腔具有热透镜不敏性,有效地控制了折叠腔具有的像散。针对实验目标和实验条件,,测量了绿光输出的波形及脉冲宽度。摘要
激光二极管侧面泵浦:双棒串接:内腔倍频:准连续:热效应:模式匹配:谐波转换效率:声光调⒉捎么渚卣蟠永砺凵涎芯苛司哂兴韧妇档腣型固体激光腔。分析了谐振腔在高功率运行时的动态特性,设计了一个能够稳定工作于更宽泵浦电流范围内的谐振腔。实验中采用两个侧面泵浦模块、类临界相位匹配—迩荒诒镀怠⑺獾鱍技术,,获得了准连续绿光激光输出,∈蹦谑涑霾晃榷ǘ刃∮.%。对所开发的大功率绿激光的进行了实际应用研究,通过单光纤耦合输出技术,采用高损伤阈值单芯光纤激光耦合输出模块,引导光纤输出绿光激光平均功率高于,对动物组织进行了试验,为在相关领域中开发医用激光技术打下了基础。关键词:摘要
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学位论文作者签名:厣氰治件魄乏釜耸指导教师签名:徨盈盈矽口辍卧日多阳阥月矽莎年∥月,西北大学学位论文知识产权声明书西北大学学位论文独创性声明本人完全了解西北大学关于收集、保存、使用学位论文的规定。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。本人授权西北大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所等机构将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》或其它相关数据库。保密论文待解密后适用本声明。学位论文作者签名:发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得西北大学或其它教育机构的学位或证书而本人声明:所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,本论文不包含其他人已经使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。
砌隢篩吸收峰匹配,实现了第一章绪论泵浦全固态激光器进展在着诸如设备体积庞大、电光转换效率低、寿命短和稳定性差等影响实际应用的结构牢固、光束质量好、输出谱覆盖宽、输出强度动态范围大等优势,已成为新一代的优质相干光源。年代中后期,随着固体激光材料技术、频率转换技术以及半导体激光技术的飞速发展,出现了一种崭新的激光二极管泵浦的全固体激光器婧笥蒐闷值墓烫寮す馄髟偌尤隟、等非线性光学晶体,实现近红外、红、蓝、绿、紫外等波长的激光输出。这种全固态激光技术把激光二极管、固体激光器与非线性晶体材料紧凑地结合在一起,效率高、寿命长、能够获得高功率和高光束