雙頻激光放大特性及其熱效應(yīng)研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著手機(jī)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的日益普及流行，無(wú)線通信技術(shù)已成為通信領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。在無(wú)線電頻譜資源的使用方面，當(dāng)前使用最廣泛的分米波、厘米波頻段資源即將被占用耗盡，人們將研究的焦點(diǎn)轉(zhuǎn)移到頻率更高，頻段范圍更大的毫米波上。雙頻微片激光器輸出相位相關(guān)的雙頻激光用于拍頻獲得毫米波是一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單且有效的方法。因此，各國(guó)研究人員對(duì)于雙頻微片激光器如何輸出大功率、大頻差的激光研究頗多。
　　為了獲得理想的大功率雙頻激光源，本論文從理論和實(shí)驗(yàn)兩

2、方面研究如何獲得大功率雙頻激光，并對(duì)影響激光輸出的熱效應(yīng)進(jìn)行研究，具體包括以下幾方面的內(nèi)容：
　　（1）對(duì)毫米波的發(fā)展前景和幾種常見(jiàn)的光生毫米波技術(shù)進(jìn)行概述，并說(shuō)明雙頻微片激光器用于獲得毫米波源的優(yōu)越性。然后對(duì)國(guó)內(nèi)外關(guān)于雙頻微片激光器的研究現(xiàn)況和進(jìn)展進(jìn)行闡述。
　?。?）敘述激光產(chǎn)生的原理和激光器的結(jié)構(gòu)組成，并詳細(xì)介紹激光增益介質(zhì)。隨后對(duì)雙頻微片激光器的構(gòu)成進(jìn)行闡述。此外通過(guò)分析速率方程，推導(dǎo)出可以描述激光輸出特性的表達(dá)式。

3、
　?。?）闡述兩種激光模式：縱模和橫模。介紹實(shí)現(xiàn)輸出大功率雙頻激光的原理和方法。研究由雙頻Nd:YVO4晶體微片激光器和Nd:YVO4固體激光放大器組成的MOPA系統(tǒng)，輸出的種子激光的輸出功率和頻譜、放大激光輸出功率和放大倍數(shù)。將LD抽運(yùn)功率保持在2.23 W，種子激光輸出功率達(dá)到最大的247.8 mW，斜效率為24.34％。放大激光功率為2.38 W，放大倍數(shù)為9.65。通過(guò)分析頻譜和功率放大倍數(shù)可知，頻譜不匹配和增益飽和效應(yīng)

4、是導(dǎo)致輸出功率不理想的兩個(gè)原因。
　?。?）對(duì)熱效應(yīng)理論中的熱致腔長(zhǎng)變化以及熱致折射率變化兩方面進(jìn)行深入研究。利用熱效應(yīng)和頻譜匹配的相關(guān)性，研究在對(duì)激光晶體施加溫控的情況下，放大激光的輸出功率和頻譜特性。當(dāng)激光晶體溫度保持在53.3℃，將LD抽運(yùn)功率保持在2.23 W，雙頻放大激光的功率為2.40 W，頻差為45.03 GHz。放大激光的光束質(zhì)量相比于種子有所改善提高。通過(guò)Ansys仿真可知，在同等條件下，當(dāng)激光晶體的截面邊長(zhǎng)越短