LD泵浦的板條狀Tm-YLF晶體激光特性的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、2μm激光對(duì)人眼的損傷閾值高、大氣穿透力強(qiáng)，被廣泛應(yīng)用在醫(yī)學(xué)、光電對(duì)抗以及科研等領(lǐng)域。Tm:YLF晶體具有較長(zhǎng)的上能級(jí)壽命，為自然雙折射晶體，輸出激光為線偏振光，并且其發(fā)射波長(zhǎng)1.91μm處于Ho:YAG晶體的吸收峰處，因此Tm:YLF激光器可作為Ho:YAG激光器優(yōu)良的泵浦源。本文的目的是利用LD泵浦板條狀Tm:YLF晶體以獲得高功率、高光束質(zhì)量的1.91μm激光輸出，為獲得2μm激光和3-5μm激光提供泵浦源。
　　首先介紹了

2、Tm:YLF激光晶體的物理特性和光譜特性，根據(jù)Tm3+的能級(jí)躍遷，建立了單摻Tm3+的準(zhǔn)三能級(jí)速率方程理論，數(shù)值模擬了上轉(zhuǎn)換損耗系數(shù)、晶體的摻雜濃度、長(zhǎng)度、輸出鏡透過(guò)率以及泵浦光斑大小等參數(shù)對(duì)激光輸出功率的影響；以熱傳導(dǎo)方程為基礎(chǔ)，建立了雙端泵浦的板條晶體的熱分析模型，理論計(jì)算了板條晶體內(nèi)的溫度分布和應(yīng)力分布，并用MATLAB數(shù)值模擬晶體內(nèi)的溫度分布，同時(shí)模擬了晶體受熱的形變和應(yīng)力分布。
　　基于以上理論的計(jì)算，進(jìn)行了LD雙端泵浦

3、的板條狀Tm:YLF激光器的實(shí)驗(yàn)研究。以中心波長(zhǎng)為792nm的光纖耦合輸出半導(dǎo)體激光器作為泵浦源，采用平凹腔結(jié)構(gòu)，為了對(duì)輸出激光波長(zhǎng)進(jìn)行控制，以體光柵（VBG）作為激光器的全反鏡，并在諧振腔內(nèi)插入F-P標(biāo)準(zhǔn)具。詳細(xì)研究了不同摻雜濃度、不同長(zhǎng)度晶體的輸出特性，通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析了晶體參數(shù)、輸出鏡曲率和透過(guò)率以及泵浦光斑等對(duì)輸出功率的影響，同時(shí)研究了晶體的切割軸向、LD尾纖芯徑以及輸出鏡曲率對(duì)光束質(zhì)量的影響，最終利用400μm芯徑的LD泵浦1