單摻銩固體激光器電光腔倒空技術研究.pdf

1、2μm高重頻、窄脈寬脈沖激光可廣泛應用于激光雷達、遠程遙感等領域。電光腔倒空技術可以實現高重頻窄脈寬激光輸出，并且具有調制速度快，調制效率高等優(yōu)點。所以研究單摻銩固體激光器的電光腔倒空具有一定的實用價值。
　　本文主要從理論和實驗兩個方面對單摻銩固體激光器的電光腔倒空技術進行研究。理論部分，首先基于Tm3+的能級躍遷和能量傳遞過程，建立了常溫下單摻Tm3+連續(xù)運轉的激光速率方程，模擬分析了腔倒空光場建立階段諧振腔內光子數和晶體上能

2、級粒子數隨時間變化的趨勢以及倒空光場的產生。然后，分別討論了驅動器電信號的開關速度、諧振腔長度對脈沖的影響，以及腔倒空穩(wěn)定性與重頻的關系。在實驗部分，在考慮晶體熱透鏡的情況下，根據ABCD矩陣和穩(wěn)區(qū)條件，對諧振腔進行了設計，并完成了Tm:YAP晶體和Tm:LuAG晶體的電光腔倒空實驗。對于Tm:YAP晶體，我們進行了電光腔倒空的長腔和短腔實驗。在短腔實驗中，泵浦光對RTP晶體的熱作用嚴重影響了脈沖穩(wěn)定性。為優(yōu)化實驗結果，進行了長腔腔倒空

3、實驗，并最終獲得了平均功率為3.02 W，脈沖寬度為7.1 ns，輸出波長為1996.9 nm的相對穩(wěn)定的脈沖激光輸出。此時，高功率的泵浦光對電光晶體的調制作用依然產生了一定影響，從而導致脈沖前沿上翹。對于Tm:LuAG晶體，同樣進行了電光腔倒空的長腔和短腔實驗。長腔實驗中，高壓時間確定的條件下，隨著重復頻率的降低，諧振腔逐漸變成了非穩(wěn)腔。為使諧振腔在低重復頻率下能保持穩(wěn)定，縮短腔長，最終獲得了穩(wěn)定的腔倒空脈沖激光輸出。其最大輸出功率為