高頻電光調(diào)Q脈沖串固體激光及其在高速攝影中的應(yīng)用研究.pdf

1、高速攝影在對(duì)高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的姿態(tài)、激光加工過(guò)程、化學(xué)反應(yīng)過(guò)程等一些快速過(guò)程的研究起著非常重要的作用，應(yīng)用前景十分廣闊。在高速攝影中，對(duì)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(mǎn)足高速攝影，以Nd:YAP作為激光工作物質(zhì)的激光系統(tǒng)開(kāi)展了一系列研究。
　　首先，在研究了Nd:YAP晶體特性、能級(jí)結(jié)構(gòu)、吸收光譜、熱效應(yīng)等基礎(chǔ)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(shè)計(jì)LD泵浦Nd:YAP連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)激光器，獲得了重要參數(shù)和數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上，開(kāi)展了燈泵脈沖Nd:YAP激光器理論及實(shí)驗(yàn)研究。設(shè)計(jì)了燈泵浦脈沖運(yùn)轉(zhuǎn)激光器和變換頻率為100kHz的恒流充電電源，并對(duì)影響激光輸出穩(wěn)定性的充電精度進(jìn)行了深入的探討。研制成功了輸出脈沖能量350mJ，重復(fù)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(chǔ)上，以四能級(jí)系統(tǒng)模型為基礎(chǔ)，求解四能級(jí)調(diào)Q速率方程

3、，結(jié)合泵浦條件，獲得了重復(fù)頻率與調(diào)Q激光器輸出特性之間的關(guān)系。測(cè)出重復(fù)頻率在50-150kHz范圍內(nèi)的激光輸出能量、建立時(shí)間、脈沖寬度的試驗(yàn)曲線(xiàn)，設(shè)計(jì)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(lái)最難解決的關(guān)鍵問(wèn)題，本文對(duì)彈光效應(yīng)等因素進(jìn)行了深入分析，采用了有效方法來(lái)產(chǎn)生穩(wěn)定的激光脈沖，實(shí)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(jí)調(diào)Q激光器研究的基礎(chǔ)上，為了滿(mǎn)足高速攝影對(duì)光源功率的要求