LD泵浦鍵合Nd-YVO4晶體被動(dòng)Q及鎖模激光特性研究.pdf

1、激光二極管(LD)泵浦的固體激光器有著高效率、高穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)緊湊、全固態(tài)以及光束質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)。在科學(xué)研究、軍事裝備、工業(yè)加工、激光醫(yī)療等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，在當(dāng)今已成為了一個(gè)重要的激光研究領(lǐng)域。
　　 本論文研究了激光二極管泵浦的全固態(tài)被動(dòng)調(diào)Q及調(diào)Q鎖模激光特性。使用帶光纖耦合的半導(dǎo)體激光器作為泵浦源，采用Nd∶YVO4/Nd∶YVO4/Nd∶YVO4鍵合晶體和Nd∶YVO4單晶作為激光工作物質(zhì)，對(duì)端面泵浦的激光工作物質(zhì)內(nèi)部溫度

2、場(chǎng)分布、熱損耗和熱焦距進(jìn)行了數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)操作。研究了可飽和吸收體Cr+∶YAG和單壁碳納米管(SWCNTs)單被動(dòng)調(diào)Q激光器的輸出特性，以及SWCNTs-V∶YAG雙被動(dòng)調(diào)Q激光脈沖的壓縮特性。采用三鏡折疊V型腔結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了LD泵浦Nd∶YVO4/Nd∶YVO4/Nd∶YVO4鍵合晶體、Cr4+∶YAG被動(dòng)調(diào)Q鎖模激光運(yùn)轉(zhuǎn)。
　　 論文的研究工作包括:
　　 1.研究了普通晶體和鍵合晶體的熱效應(yīng)現(xiàn)象，利用數(shù)值模擬方法，

3、對(duì)端面泵浦的激光工作物質(zhì)的熱損耗、內(nèi)部縱向和橫向的溫度場(chǎng)分布以及熱焦距進(jìn)行了深入的理論模擬。在實(shí)驗(yàn)上對(duì)晶體的熱焦距進(jìn)行了測(cè)量，實(shí)際結(jié)果與理論模擬結(jié)果吻合，兩者隨泵浦功率變化的趨勢(shì)相一致。
　　 2.實(shí)現(xiàn)了LD泵浦Nd∶YVO4/Nd∶YVO4/Nd∶YVO4被動(dòng)調(diào)Q和雙被動(dòng)調(diào)Q的1064nm激光運(yùn)轉(zhuǎn)。利用飽和吸收體Cr4+∶YAG和SWCNTs分別對(duì)激光器進(jìn)行了被動(dòng)調(diào)Q，研究了SWCNTs-V∶YAG雙被動(dòng)調(diào)Q激光特性。通過(guò)實(shí)驗(yàn)

4、測(cè)量了鍵合晶體與單晶在不同泵浦功率下的輸出功率、平均輸出功率、脈沖寬度、脈沖重復(fù)率、單脈沖能量以及峰值功率的這些表征激光器性能的參數(shù)，分析了其變化趨勢(shì)。在雙被動(dòng)調(diào)Q下獲得了更短的脈沖寬度，更高的單脈沖能量與峰值功率，以及具有優(yōu)秀對(duì)稱性的短脈沖。
　　 3.采用三鏡折疊腔結(jié)構(gòu)，以Nd∶YVO4/Nd∶YVO4/Nd∶YVO4鍵合晶體作為激光工作物質(zhì)，Cr4+∶YAG作為飽和吸收體，實(shí)現(xiàn)了LD泵浦三鏡折疊腔1064nm調(diào)Q鎖模激光運(yùn)

5、轉(zhuǎn)，研究了被動(dòng)調(diào)Q鎖模下的激光輸出特性。對(duì)不同泵浦功率下的平均輸出功率和脈沖重復(fù)頻率進(jìn)行了測(cè)量。并利用測(cè)量結(jié)果計(jì)算出調(diào)Q包絡(luò)的脈沖能量，分析其變化趨勢(shì)。這一被動(dòng)調(diào)Q鎖模激光器具有優(yōu)越的特性，平均輸出功率以及脈沖包絡(luò)間的振幅都非常穩(wěn)定，適用于科研、工業(yè)和生活中的各個(gè)領(lǐng)域。
　　 論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn):
　　 1.首次對(duì)Nd∶YVO4/Nd∶YVO4/Nd∶YVO4鍵合晶體的熱效應(yīng)進(jìn)行了理論研究，并在實(shí)驗(yàn)上對(duì)晶體的熱焦距進(jìn)行了測(cè)

6、量，實(shí)際結(jié)果與理論模擬結(jié)果吻合，兩者隨泵浦功率變化的趨勢(shì)相一致。
　　 2.首次實(shí)現(xiàn)了LD泵浦Nd∶YVO4/Nd∶YVO4/Nd∶YVO4晶體、Cr4+∶YAG及SWCNTs單被動(dòng)調(diào)Q和SWCNTs-V∶YAG雙被動(dòng)調(diào)Q的1064nm激光運(yùn)轉(zhuǎn)。在雙被動(dòng)調(diào)Q下獲得了更短的脈沖寬度，更高的單脈沖能量與峰值功率，以及具有優(yōu)秀對(duì)稱性的短脈沖。
　　 3.采用三鏡折疊腔結(jié)構(gòu)，首次以Nd∶YVO4/Nd∶YVO4/Nd∶YVO4鍵