高功率二極管橫向泵浦銫蒸氣激光MOPA系統(tǒng)的動力學(xué)模型.pdf

1、高功率二極管泵浦的堿金屬蒸氣激光器DPALs(Diode Pumped Alkali VaporLasers)是近幾年來人們所廣泛關(guān)注的新型激光器件。DPALs將固體激光器和氣體激光器的優(yōu)點融入一體，在得到高效、高功率的近紅外激光輸出方面有著較為突出的優(yōu)勢。同時DPALs具有量子效率高，光束質(zhì)量好，和線寬窄（可達MHz）等優(yōu)點，可以廣泛的應(yīng)用到軍事領(lǐng)域、定向能力傳輸、以及激光加工領(lǐng)域。最近幾年，各國科學(xué)家對DPALs進行了相關(guān)研究并得到

2、了較大進展。目前，較多的研究在于對泵浦源和抽運方式的改進，通過調(diào)節(jié)緩沖氣體壓強比以及提高諧振腔和泵浦光之間的模式匹配系數(shù)，來獲得高效、高功率的激光輸出。然而，關(guān)于橫向泵浦模型下的堿金屬蒸氣激光MOPA系統(tǒng)的動力學(xué)機制和相關(guān)實驗方面的文獻較少，因此，深入研究該類激光MOPA系統(tǒng)的激光放大動力學(xué)過程和輸出特性具有重要意義。
　　本文首先對二極管泵浦堿金屬蒸氣激光的發(fā)展背景及研究進展做了介紹。分別從縱向和橫向兩個方面闡釋了DPALs的工

3、作原理、相關(guān)技術(shù)路線、不同抽運方式下的動力學(xué)模型、實驗設(shè)計以及DPALs的特點和應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上考慮了飽和放大效應(yīng)，綜合分析了激光的放大機制和動力學(xué)過程，重新定義了種子光和泵浦光之間的模式匹配系數(shù)，分別建立起二極管橫向單側(cè)和雙側(cè)泵浦的高功率堿金屬蒸氣激光MOPA(Maser Oscillator and Power Amplifier)系統(tǒng)的動力學(xué)模型。模擬計算了系統(tǒng)中泵浦光功率、諧振腔長度、介質(zhì)池內(nèi)溫度等對激光輸出特性的影響。同時模擬