基于端面泵浦固体激光器的环形泵浦光的研究
本文关键词: 激光器 环形泵浦光 光束整形 轴棱锥 出处:《华中科技大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:空心光束具有许多独特的物理性质以及广泛的应用,因此,如何形成空心光束成为了研究的热点。本论文基于泵浦控制的思想,由环形泵浦光端面泵浦固体激光器输出高阶拉盖尔高斯光束,即空心光束,提出了一种形成环形泵浦光的方法和装置。论文介绍了端面泵浦固体激光器的基本工作原理,包括泵浦源激光二极管、激光增益介质以及激光谐振腔的原理;提出了采用轴棱锥组合光路形成环形光束的方案;分析了环形泵浦光的形成过程,包括不同轴棱锥组合的光路原理以及环形泵浦光与激光模式的耦合匹配;并给出了理论模拟分析和具体实验的结果。激光二极管经光纤耦合后输出的实心泵浦光经过准直系统后,入射到由轴棱锥与聚焦透镜组成的整形系统,形成环形尺寸可变的局域空心光束。利用几何光学的方法,对形成环形泵浦光的整形系统进行了理论分析及基于ZEMAX软件的数值模拟,最后实验验证了此方法的可行性。实验结果表明,在采用未镀膜的轴棱锥的情况下,该系统形成环形泵浦光的效率达到64.5%,满足激光器对泵浦光功率的要求。并在研究过程中,对一种环形泵浦光中间暗斑区域尺寸不变的现象进行了分析。经理论模拟及实验证明,此方案简单高效,成本较低,实现了环形光束的实时可调谐性,对端面泵浦固体激光器输出高级模式的环形激光有着重要的意义。
[Abstract]:Hollow beams have many unique physical properties and wide applications. Therefore, how to form hollow beams has become a hot topic. In this paper, a method and device for forming annular pumped laser is presented, which is the output of high order Laguerre Gao Si beam, that is, hollow beam. The basic working principle of end-pumped solid-state laser is introduced in this paper. The principle of pump source laser diode, laser gain medium and laser resonator is included. The optical circuit principle of different axial pyramid combinations and the coupling matching between the ring pump light and the laser mode are included. The theoretical simulation and experimental results are given. After the solid pump light from the laser diode is coupled through the collimation system, it is incident to the shaping system composed of an axial pyramid and a focusing lens. A local hollow beam with variable annular size is formed. The shaping system of the ring pump light is analyzed theoretically and numerically simulated based on ZEMAX software using geometric optics method. Finally, the feasibility of this method is verified by experiments. The experimental results show that the efficiency of forming ring pump light in the system is 64.5, which meets the requirements of the laser for pump power, and in the process of study, The phenomenon of constant size of middle dark spot in annular pump light is analyzed. The theoretical simulation and experiment show that the scheme is simple and efficient, and the cost is low, and the real-time tunability of annular beam is realized. It is of great significance for end-pumped solid-state laser to output advanced mode ring laser.
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN248
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,本文编号:1517478
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