體光柵在Tm-YLF激光器上的應用.pdf

1、2μm激光器的輸出波長為大氣窗口，可應用于激光雷達、激光醫(yī)療、激光測距、光電對抗等領域。同時，2μm激光可以作為光學參量振蕩器和光學參量放大器的泵浦源，從而實現3~5μm和8~12μm激光輸出。單摻 Ho激光器是常溫條件下高性能的2μm相干光源，而發(fā)射波長在1.91μm的Tm:YLF激光器是單摻Ho激光器的理想泵浦源。本論文的主要工作是理論結合實驗對采用體光柵作為腔鏡的Tm:YLF激光器進行研究，從而獲得窄線寬的1.91μm激光。

2、>　　理論方面，首先分析了Tm激光器運轉機制并建立了速率方程，分析了Tm系統(tǒng)的上轉換、再吸收以及基態(tài)損耗等效應對激光晶體特性的影響。其次，介紹了體光柵的基本原理及材料特性。對體光柵的衍射理論進行分析，并給出了體光柵衍射效率及反射帶寬度的表達式，通過數值模擬分析了反射式體光柵厚度及折射率調制對衍射效率的影響，并采用分光光度計測量了反射式體光柵的透射光譜。此外，從泵浦源、工作物質、諧振腔三個方面對 Tm:YLF激光器進行設計，并討論了熱透鏡

3、效應對諧振腔穩(wěn)定性及模式匹配的影響。
　　實驗方面，首先利用體光柵作為Tm:YLF激光器的腔鏡，獲得了輸出功率6.02W、峰值半高寬0.3nm的1.91μm激光輸出，并比較分析了分別使用體光柵和傳統(tǒng)腔鏡時激光器的輸出特性。其次，通過實驗分析了泵浦波長、激光晶體溫度、輸出鏡透過率、腔長等因素對激光器輸出特性的影響。再次，通過實驗的改進，采用鍍膜的體光柵，實現了10.0W的穩(wěn)定波長的1.91μm激光輸出，相應的光光轉換效率為32.1％