LD泵浦電光調(diào)Q和雙調(diào)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(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、泵浦效率和光束質(zhì)量高等特點(diǎn)，在通訊、探測、醫(yī)療、軍事和信息處理等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，成為國內(nèi)外激光技術(shù)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。 電光開關(guān)是脈沖激光器的重要元件，電光開關(guān)性能的改進(jìn)，對提高激光系統(tǒng)輸出的功率和穩(wěn)定性起著十分關(guān)鍵的作用，合理的選用電光材料是提高開關(guān)性能的有效途徑。BBO（β相偏磞酸鋇）晶體在非線性光學(xué)晶體中，具有好的光學(xué)均勻性，高的激光損傷閾值，大的倍頻系

2、數(shù)，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(xué)質(zhì)量的大尺寸晶體，因而成為一種重要的高頻電光開關(guān)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(zhì)，BBO晶體電光開關(guān)、Cr4+：YAG飽和吸收體作為腔內(nèi)調(diào)制元件，Ⅱ型相位匹配的KTP晶體作為腔內(nèi)倍頻晶體，實(shí)現(xiàn)了主動(dòng)電光調(diào)Q激光、主被動(dòng)雙調(diào)Q激光和內(nèi)腔倍頻雙調(diào)Q綠光激光運(yùn)轉(zhuǎn)，并研究了主被動(dòng)雙調(diào)Q激光的光束質(zhì)量特性；同時(shí)

3、，運(yùn)用耦合速率方程組對以上調(diào)Q激光的運(yùn)轉(zhuǎn)特性進(jìn)行了理論分析。 論文的主要內(nèi)容： 1.實(shí)現(xiàn)了LD泵浦YVO4/Nd：YVO4晶體BBO電光調(diào)Q激光運(yùn)轉(zhuǎn)，測量了不同脈沖重復(fù)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(fù)率2kHz、泵浦功率15W和輸出耦合鏡透過率50％時(shí)，獲得峰值功率93.64kW，單脈沖能量0.93mJ的脈沖輸出，相應(yīng)的脈沖寬度為9.9ns。（第二章第一節(jié)）

4、2.考慮腔內(nèi)光子數(shù)密度的橫向與縱向分布、激活介質(zhì)反轉(zhuǎn)粒子數(shù)密度的橫向空間分布、電光開關(guān)時(shí)間函數(shù)對調(diào)Q脈沖特性的影響，給出了描述電光主動(dòng)調(diào)Q激光運(yùn)轉(zhuǎn)特性的速率方程新模型，利用計(jì)算機(jī)數(shù)值實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了理論模擬。（第二章第二節(jié)） 3.采用平-平腔結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了LD泵浦YVO4/Nd：YVO4晶體BBO電光和Cr4+：YAG飽和吸收體雙調(diào)Q的1064nm激光運(yùn)轉(zhuǎn)，在重復(fù)率2kHz，泵浦功率為15W時(shí)，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(shù)密度的橫向空間分布，給出了雙調(diào)Q激光器的耦合速率方程組，并對激光脈沖輸出性能進(jìn)行了理論模擬。（第三章） 4.采用三鏡折疊腔結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了LD泵浦YVO4/Nd：YVO4晶體BBO電光和Cr4+：YAG飽和吸收體雙調(diào)Q的532nm綠光激光運(yùn)轉(zhuǎn)，將二次諧波轉(zhuǎn)換視為諧振腔的一種非線性損耗，給出了雙調(diào)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(jìn)行了理論模擬。（第四章） 5.開發(fā)了

6、基于數(shù)字化CMOS圖像傳感器的激光光束質(zhì)量測量系統(tǒng)，根據(jù)ISO國際組織定義的面陣探測法，測量了LD泵浦雙調(diào)Q激光器輸出光束的光束質(zhì)量因子，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論估算相符。（第五章） 論文的主要?jiǎng)?chuàng)新工作： 1.采用平-平腔結(jié)構(gòu)，首次從理論和實(shí)驗(yàn)上研究了LD泵浦的電光和Cr4+：YAG飽和吸收體雙調(diào)Q1064nm激光的輸出特性，理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符； 2.采用三鏡折疊腔結(jié)構(gòu)，利用內(nèi)腔倍頻，首次從理論和實(shí)驗(yàn)上研究了LD泵浦的