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LD泵浦的473nm波长全固体蓝激光器的研究

LD泵浦的全固体激光器是目前激光技术领域中最为活跃的分枝,也是固体激光产品最终发展的方向。其中LD泵浦的全固体蓝绿激光器是国际上众多家机构花重金争相开展的科研项目。目前绿激光器技术相对成熟,瓦级以上的532nm的绿激光器在国外市场并不希奇,而输出功率达到100mW的蓝激光器却十分罕见,只有少数几家科研机构虽能做到这一点,但多数全都停留在实验室阶段。在我国目前还是一个空白。针对这样的情况,本人开展了一种适合产业化的LD泵浦473nm全固体蓝激光器的研究。并成功地研制出各项指标均达到要求的输出功率120mW的蓝激光器。在本论文中首先分析了Nd~(3+):YAG晶体的能级结构及其荧光谱线,计算出在946nm波长处的吸收截面和受激发射截面,并分析了Nd~(3+):YAG晶体能够在室温下以准三能级运转的原因,从而阐明它是目前最适合间接产生蓝光的激光材料。本文在前人的基础上建立了准三能级系统激光运转的更完整的模型,分析了Nd~(3+):YA  (本文共91页) 本文目录 | 阅读全文>>

西北大学
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LD泵浦全固体473nm蓝光激光器的研究

LD泵浦全固体蓝光激光器具有结构紧凑、波长短、效率高、寿命长、运转可靠等优点,在高密度光存储、激光彩色显示、海洋应用及水下资源探测、激光制冷、激光生物医学、激光娱乐表演等领域有重要应用价值。但瓦级LD泵浦全固体蓝光激光器产业化相对滞后,且受功率限制而严重影响到其应用。本文针对构成全固体蓝光激光器的单元器件(泵浦源,工作物质,非线性倍频晶体,制冷散热装置等)和整体方案的设计(腔型设计,镀膜方案,模式匹配,光束质量,蓝光噪声等)进行了全面的分析。由准三能级速率方程,得到了准三能级阈值表达式和内外部斜效率的表达式;从倍频波耦合方程出发给出了倍频效率公式,进而论述了相位匹配理论及影响倍频效率的参量。通过对几种常用晶体的研究比较,选择了更适于产业化的Nd:YAG作为激光晶体、BIBO作为倍频晶体。采用标准ABCD传输矩阵法和等效g参数法计算了三镜折叠腔的各个参数,设计出合理的腔结构。在充分考虑端面热透镜效应的前提下计算了Nd:YAG在实验...  (本文共78页) 本文目录 | 阅读全文>>

长春理工大学
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LD端面泵浦全固体236nm紫外激光器

LD端面泵浦全固体激光器具有高效率、高稳定性、高光束质量,以及结构紧凑和寿命长等优点,是近年来的研究热点之一。全固体紫外激光器是最新的紫外激光光源,是激光器件研究领域最新颖的课题。它在微精细材料加工、光刻、微刻、光印刷、高分辨光谱学、微电子学、光生物学、超高密度光驱、紫外医疗及科研等领域具有广泛的应用前景。本论文围绕全固体236nm紫外激光器,进行了理论和实验研究。从倍频理论入手,分析相位匹配原理和倍频转换效率。计算了二倍频和四倍频晶体相位匹配角、非线性系数、允许角、走离角等参数,模拟了注入光光斑半径对转换效率的影响。设计和优化了V型腔的参数,并对谐振腔稳区范围与腔内光斑半径的关系进行模拟。针对腔外聚焦系统进行设计,模拟聚焦后光斑半径与发散角,同透镜焦距的关系。根据上述理论,搭建LD端面泵浦全固体236nm紫外激光器实验装置。在重复频率20kHz,473nm蓝光907mW,脉宽199ns时,获得了236nm紫外光7.8mW输出,...  (本文共59页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院西安光学精密机械研究所
中国科学院西安光学精密机械研究所

二极管侧面泵浦倍频固体激光技术研究

激光二极管泵浦固体激光器(Semiconductor Diode-Pumped Solid-StateLaser)是用激光二极管(Laser Diode)代替闪光灯泵浦固体激光增益介质的激光器。与传统的灯泵浦固体激光器相比,它具有效率高、寿命长、结构紧凑、稳定可靠等特点,是新一代固体激光技术发展的主流。本论文以“二极管侧面泵浦倍频固体激光技术”为中心,对二极管侧面泵浦条件下,激光工作物质内增益分布特性、温度分布特性、热透镜效应、热致双折射效应的原理及特点进行了理论研究和计算机模拟;对它们对激光振荡模式和倍频效率的影响进行了分析和讨论;对采用外腔倍频方式工作的“二极管泵浦高重频倍频Nd:YAG激光器”和采用内腔倍频方式工作的“二极管泵浦的大功率倍频Nd:YAG激光器” 进行了系统的实验研究。论文主要内容包括以下几部分:1 导论简述了二极管泵浦固体激光技术的发展及特点;介绍激光二极管泵浦几何结构的类型及特性;综述了国内外二极管泵浦倍...  (本文共124页) 本文目录 | 阅读全文>>

山东大学
山东大学

LD泵浦全固态调Q激光特性理论与实验研究

激光二极管(LD)泵浦的固体激光器具有全固化、体积小、泵浦效率高等特点,在激光通讯、遥感探测、工业加工、军事、医疗等领域有着广泛的应用前景,受到人们极大的关注。本论文采用光纤耦合输出的激光二极管作泵浦源,用Nd:YVO_4、Nd:GdVO_4晶体作激光工作物质,分别研究了饱和吸收体Cr~(4+):YAG和GaAs被动调Q激光的脉冲输出特性以及脉宽控制特性,研究了声光—Cr~(4+):YAG和声光—GaAs主被动调Q及Cr~(4+):YAG—GaAs双被动调Q激光的脉冲输出特性,研究了周期极化KTP(PPKTP)晶体的倍频激光特性,同时,运用速率方程对以上调Q激光的运转特性进行了理论分析。论文的主要研究工作包括:Ⅰ 实现了LD泵浦Nd:YVO_4晶体、Cr~(4+):YAG被动调Q1.06μm激光运转,测量了不同Cr~(4+):YAG小信号透过率、不同输出镜反射率及泵浦功率下的单脉冲能量、峰值功率、脉冲宽度和重复率;同时,考虑腔内...  (本文共151页) 本文目录 | 阅读全文>>

《应用激光》2017年03期
应用激光

Tm:YAG激光器晶体温度场三维数值模拟

0引言2μm波长的铥激光器在激光雷达、测距及医疗等领域具有良好应用前景[1-3]。铥离子激光上能级具有很长的能级寿命,相比掺铥光纤激光器,调Q固态Tm:YAG激光器更容易获得大脉冲能量,在某些探测及医疗应用中具有重要意义[4-6]。鉴于铥激光准三能级运转特性,温度对激光输出产生巨大影响,在晶体两端设计加热筒解决低温冷却时晶体光学端面的结露问题,此种条件下晶体热特性与常规情况不同。本文在此新型条件下考虑泵浦结构建立了Tm:YAG激光器工作物质温度场三维数学模型并进行了模拟计算[7],分析了泵浦功率、泵浦耦合结构等对工作物质温度场的影响规律,探讨了温度引起的热透镜效应特征,对激光器设计具有一定指导意义。1 Tm:YAG激光耦合模块设计Tm:YAG固态激光器泵浦模块结构如图1所示。晶体棒为键合晶体棒,C部分为掺杂部分,三组LD对其进行侧面泵浦,晶体棒通过导流管内冷却液体流动冷却。两端A和B部分为无掺杂部分,A部分设置加热筒,实现辅热升...  (本文共5页) 阅读全文>>

《北京印刷学院学报》2011年02期
北京印刷学院学报

不同泵浦参数对泵浦光强分布影响的模拟分析

对于LD泵浦的高功率固体激光器而言,热效应是影响其性质的主要因素,它包括热透镜效应、热致应力双折射和端面效应。其中热透镜效应约占74%,后两者分别占20%和不到6%[1]。晶体的热透镜效应严重影响着激光系统的稳定性、效率、腔模尺寸、输出光束质量等各个方面。在端面泵浦固体激光器的热效应模型的建立以及缓解和补偿办法的寻找方面,国内外已经进行了较为广泛和深入的研究,基本趋于成熟,但相对于端面泵浦而言,侧面泵浦下泵浦光不再是简单的高斯光束,其热效应也就更加复杂;而且由于泵浦方向垂直于激光振荡方向,泵浦光与振荡光交叠程度不好,容易形成多模运转,因此,提高泵浦光均匀性以达到其与振荡光空间最大程度的交叠与匹配就成为必要,也能更大程度地改善激光器的性能。本文模拟与分析了不同侧面泵浦方向下,改变不同泵浦参数时注入到激光棒中的泵浦光强分布情况,并总结讨论了不同参数对泵浦均匀性的影响程度。1理论分析与计算对于激光二极管侧面泵浦的全固态激光器,描述泵浦...  (本文共4页) 阅读全文>>