Cr2+-ZnS激光器及其被用作可飽和吸收體的實驗研究.pdf

1、隨著2μm波段的半導(dǎo)體泵浦的固體激光器的迅速發(fā)展,其在激光雷達、遙感和醫(yī)療等諸多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。本文主要以連續(xù)運轉(zhuǎn)的Cr2+:ZnS激光器和Cr2+:ZnS晶體在2μm激光器上被動調(diào)Q的應(yīng)用做為主要研究目標,分別從理論和實驗兩方面進行研究分析。
　　在理論方面,主要包括了兩個方面的內(nèi)容。首先,對于摻雜Cr2+離子的II–VI族半導(dǎo)體材料進行了光學性能以及發(fā)光機制的研究和分析,給出了適合于該類材料的泵浦源,為了Cr2+:ZnS

2、晶體作為增益介質(zhì)的連續(xù)光激光器的研究打下基礎(chǔ);其次,對于被動調(diào)Q運轉(zhuǎn)下的Cr2+:ZnS可飽和吸收體進行了速率方程的分析,給出了其被動調(diào)Q速率方程的模型,得到了調(diào)Q脈沖的峰值功率,脈沖寬度,脈沖能量,能量利用率等的表達式,對于實際實驗操作具有一定的指導(dǎo)作用。
　　實驗方面也主要有兩方面的研究內(nèi)容。第一,是關(guān)于連續(xù)運轉(zhuǎn)Cr2+:ZnS激光器的實驗。本文首先對其泵浦光源1.89μm連續(xù)運轉(zhuǎn)的Tm:YLF激光器進行研究,分析比較了采用不

3、同類型的選取波長的方式和應(yīng)用不同透過率的輸出鏡對于輸出功率的影響,最終得到了一個最優(yōu)的設(shè)計方案,達到的最大輸出功率超過30W,斜效率在40％以上;其次,用搭建的Tm:YLF激光器對Cr2+:ZnS晶體進行泵浦,采用平平腔結(jié)構(gòu),驗證了不同腔長下的輸出功率變化特點,并且得到了最大輸出功率1.06W。第二,對于Cr2+:ZnS用作可飽和吸收體的實驗,分別在Ho:YAG,Ho:YVO4,Ho:YLF激光器上進行了被動調(diào)Q的實驗。文章首先分析了飽

4、和吸收體在不同位置時,隨著泵浦功率的增加,脈沖能量,脈沖寬度,重復(fù)頻率的差異;并且在Ho:YAG激光器中在重復(fù)頻率為10kHz左右時,得到了最大平均功率16.6W,最小脈寬在36ns左右,單脈沖能量最高在2.6mJ。在Ho:YVO4激光器中分析了不同腔長下脈沖特性的差異,得到了單脈沖能量在0.2mJ附近,最大重復(fù)頻率在20kHz左右的脈沖信號,獲得的最短脈寬是19.5ns,平均輸出功率可達4.6W。在Ho:YLF激光器中得到的最大脈沖能