大功率中紅外參量振蕩器的理論模擬與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本論文的主要內(nèi)容分為三個(gè)部分:大功率泵浦光源的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn);納秒級(jí)單諧振參量振蕩器的理論模擬;大功率中紅外參量振蕩器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。
　　 為了實(shí)現(xiàn)高效率，大功率的中紅外參量振蕩器，需要優(yōu)質(zhì)的激光源來作為泵浦源。為此我們專門設(shè)計(jì)了大功率、高光束質(zhì)量的側(cè)面泵浦和端面泵浦激光器。其中我們對(duì)側(cè)面泵浦激光器中的熱效應(yīng)，主要是熱致雙折射效應(yīng)對(duì)基模運(yùn)轉(zhuǎn)激光器的影響做了詳細(xì)的分析，并通過雙棒串接加4f系統(tǒng)和旋光器的結(jié)構(gòu)對(duì)熱致雙折射效應(yīng)進(jìn)行了有效的

2、補(bǔ)償，使得退偏率低于3.5％。通過對(duì)基模動(dòng)態(tài)穩(wěn)定腔的設(shè)計(jì)，在重復(fù)頻率為10kHz時(shí)，獲得了62 W基模激光輸出。對(duì)于端面泵浦激光光源，我們分析了熱透鏡球差效應(yīng)對(duì)激光器運(yùn)轉(zhuǎn)的影響，通過對(duì)諧振腔的設(shè)計(jì)，最終獲得了50W的基模激光輸出。
　　 固體激光器泵浦的光參量振蕩器，因其調(diào)諧范圍寬，結(jié)構(gòu)簡單，可實(shí)現(xiàn)大功率、窄線寬輸出等優(yōu)點(diǎn)成為十分重要的中紅外波段激光光源之一。如何提高參量振蕩器的轉(zhuǎn)換效率，光束質(zhì)量以及穩(wěn)定性一直是人們的研究熱點(diǎn)。

3、本文以非線性晶體中的耦合波方程為基礎(chǔ)，利用分步積分的方法，對(duì)參量過程進(jìn)行了模擬與計(jì)算，分析了泵浦功率密度，腔鏡反射率，腔內(nèi)損耗以及諧振波長等因素的影響。隨著晶體內(nèi)泵浦光功率的降低及參量光功率的增加，參量逆轉(zhuǎn)換過程會(huì)變得明顯，從而影響參量振蕩器的轉(zhuǎn)換效率，輸出穩(wěn)定性等等。通過模擬與計(jì)算，我們對(duì)逆轉(zhuǎn)換過程的影響做了詳細(xì)的分析，發(fā)現(xiàn)通過優(yōu)化諧振腔鏡反射率可以有效地抑制逆轉(zhuǎn)換過程。
　　 大功率泵浦光源的實(shí)現(xiàn)以及對(duì)參量過程的模擬，為我們