全固態(tài)高功率946nm Nd：YAG激光器及瓦級473nm激光器的研究.pdf

1、本論文首先對激光二極管(LD)端面泵浦的946nmNd：YAG連續(xù)激光器進行了理論和實驗研究；在其基礎(chǔ)上，利用LBO內(nèi)腔倍頻技術(shù)獲得了473nm藍光輸出。 LD泵浦的全固化藍色激光器具有波長短、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、運轉(zhuǎn)可靠等一系列優(yōu)點，在民用領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域、光纖通信、探測器、數(shù)據(jù)存儲、光學(xué)閱讀、激光高速印刷等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。本文第一章介紹了多種產(chǎn)生藍光的方法，目前比較普遍的是采用對Nd3+離子的準(zhǔn)三能級激光的倍頻以實現(xiàn)473nm藍

2、光激光輸出，本論文著重討論此類激光器。 本文的第二章從準(zhǔn)三能級系統(tǒng)的速率方程出發(fā)，推導(dǎo)出了946nm譜線激光上下能級間的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)表達式，進而寫出了準(zhǔn)三能級系統(tǒng)的閾值公式和斜效率公式；第三章從理論上分析了端面泵浦狀態(tài)下激光熱效應(yīng)的問題，提出了測量熱透鏡焦距的方法和解決熱效應(yīng)的途徑。利用傳輸矩陣法和等效g參數(shù)法分別計算了線性諧振腔和三鏡折疊腔的各個參數(shù)；第四章對實驗的整體方案進行了分析設(shè)計，對激光介質(zhì)，倍頻晶體，LD泵浦源及其耦合

3、系統(tǒng)，光學(xué)器件的鍍膜等諸多問題進行了分析解決；第五章是實驗部分，采用Nd：YAG棒作為工作物質(zhì)，利用線性諧振腔結(jié)構(gòu)，采用對946nmT=5％的輸出鏡，在泵浦功率為24W下，測得946nm最高5.11W輸出，不穩(wěn)定性小于2％，閾值為1.4W，光-光轉(zhuǎn)換效率達21.3％。同樣采用簡單的線性諧振腔結(jié)構(gòu)，與946nm實驗相同的Nd：YAG晶體，室溫下切割的Ⅰ類相位匹配LBO晶體內(nèi)腔倍頻，在11W的泵浦功率下，得到了982mW的473nm藍光連續(xù)

4、輸出，測得閾值僅為0.7W，光-光轉(zhuǎn)換效率大于8.9％。在利用等價g參數(shù)法計算三鏡折疊腔的各項參數(shù)的基礎(chǔ)上，通過計算機模擬其兩個分臂上的光腰隨熱透鏡焦距變化而改變的情況，優(yōu)化諧振腔參數(shù)，設(shè)計出熱不靈敏穩(wěn)定腔結(jié)構(gòu)，對即將進行的實驗起到了有益的理論指導(dǎo)作用。 綜上所述，存在以下創(chuàng)新之處： 采用普通的Nd：YAG棒作為工作物質(zhì)，利用簡單易調(diào)整的線性諧振腔結(jié)構(gòu)，優(yōu)化致冷方案，最終在泵浦功率為24W，測得946nm最高5.11W輸