高頻電光調(diào)Q脈沖串固體激光及其在高速攝影中的應用研究.pdf

1、高速攝影在對高速運動目標的姿態(tài)、激光加工過程、化學反應過程等一些快速過程的研究起著非常重要的作用，應用前景十分廣闊。在高速攝影中，對照明光源的要求很高，光源的亮度直接影響到攝影的質(zhì)量。高頻電光調(diào)Q激光是高速攝影中優(yōu)選光源之一，本文就滿足高速攝影，以Nd:YAP作為激光工作物質(zhì)的激光系統(tǒng)開展了一系列研究。
　　首先，在研究了Nd:YAP晶體特性、能級結(jié)構、吸收光譜、熱效應等基礎上，為了深入了解Nd:YAP作為工作物質(zhì)激光器的特性，用

2、圖解法設計LD泵浦Nd:YAP連續(xù)運轉(zhuǎn)激光器，獲得了重要參數(shù)和數(shù)據(jù)。在此基礎上，開展了燈泵脈沖Nd:YAP激光器理論及實驗研究。設計了燈泵浦脈沖運轉(zhuǎn)激光器和變換頻率為100kHz的恒流充電電源，并對影響激光輸出穩(wěn)定性的充電精度進行了深入的探討。研制成功了輸出脈沖能量350mJ，重復頻率1Hz，脈沖寬度500μs，輸出波形為方波的Nd:YAP激光器。
　　其次，在激光器研制成功的基礎上，以四能級系統(tǒng)模型為基礎，求解四能級調(diào)Q速率方程

3、，結(jié)合泵浦條件，獲得了重復頻率與調(diào)Q激光器輸出特性之間的關系。測出重復頻率在50-150kHz范圍內(nèi)的激光輸出能量、建立時間、脈沖寬度的試驗曲線，設計了高頻電光調(diào)Q系統(tǒng)。由于高頻調(diào)Q激光輸出穩(wěn)定性是一直以來最難解決的關鍵問題，本文對彈光效應等因素進行了深入分析，采用了有效方法來產(chǎn)生穩(wěn)定的激光脈沖，實現(xiàn)了脈沖透射式（PTM）調(diào)Q，頻率為150kHz的脈沖序列。
　　最后，在單級調(diào)Q激光器研究的基礎上，為了滿足高速攝影對光源功率的要求