LD抽運(yùn)微片激光器短脈沖產(chǎn)生及其輸出特性研究.pdf

1、LD抽運(yùn)的微片激光器以其體積小、性能穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)、效率高的優(yōu)勢(shì)在激光雷達(dá)、生物醫(yī)學(xué)、微機(jī)械、測(cè)距、遙感、環(huán)境監(jiān)測(cè)、空間光通信等許多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景,成為激光器件領(lǐng)域中一個(gè)倍受關(guān)注的熱點(diǎn).為了獲得窄脈寬、高重復(fù)頻率和穩(wěn)定、可控的脈沖激光來(lái)作為種子光源或MOPA系統(tǒng)的振蕩級(jí),本文研究了LD抽運(yùn)微片激光器兩種重要的短脈沖產(chǎn)生方法:被動(dòng)調(diào)Q和增益開(kāi)關(guān),展開(kāi)了理論分析、模擬計(jì)算、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和參量?jī)?yōu)化的工作.圍繞提高微片激光器脈沖輸出特性這個(gè)目

2、標(biāo)運(yùn)用了新的方法、提出了新的見(jiàn)解,取得了如下成果:在摻Cr<'4+>被動(dòng)調(diào)Q激光器的速率方程求解過(guò)程中,提出將諧振腔參量和可飽和吸收體參量歸結(jié)為兩個(gè)綜合參量的新方法,通過(guò)四能級(jí)速率方程的求解得到了調(diào)Q脈沖能量、峰值功率、脈寬與這兩個(gè)綜合參量的關(guān)系.在雙摻Cr<'4+>,Nd<'3+>:YAG微片激光器中,利用直流預(yù)抽運(yùn)技術(shù)獲得高穩(wěn)定、重復(fù)頻率為1Hz~4kHz的Q脈沖激光輸出.研究了兩段式Cr<'4+>:YAG-Nd<'3+>:YAG組

3、合單晶自調(diào)Q激光器,獲得脈寬為10ns、重復(fù)頻率為10kHz的高重頻短脈沖調(diào)Q激光輸出.運(yùn)用前述新方法進(jìn)行理論分析,獲得了與實(shí)驗(yàn)較吻合的結(jié)果.建立了四能級(jí)激光器增益開(kāi)關(guān)效應(yīng)的理論模型,首次計(jì)算得到輸出激光脈沖特性參量隨LD直流抽運(yùn)電流、疊加脈沖抽運(yùn)電流和抽運(yùn)脈寬等抽運(yùn)參量的變化關(guān)系.以提高輸出峰值功率、壓縮輸出脈寬為目標(biāo),給出了LD抽運(yùn)的最佳條件.并在抽運(yùn)參量?jī)?yōu)化理論的指導(dǎo)下,對(duì)輸出脈沖特性進(jìn)行了優(yōu)化,實(shí)驗(yàn)上將脈沖寬度進(jìn)一步壓縮為16n