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Yb,Ho掺杂钒酸盐固体激光器的研究

发布时间:2018-05-08 03:30

  本文选题:谐振腔 + Yb ; 参考:《哈尔滨理工大学》2016年硕士论文


【摘要】:2μm波段激光可广泛应用于医学、军事、工业检测等相关领域,具有巨大的发展潜力,其研究也越来越受到国内外激光研究者的关注。近年来,在多种实现2μm波段激光的途径中,半导体激光器抽运稀土离子单掺或共掺晶体是实现该波段光源的最有效途径之一,成为激光光源的研究热点。本论文从理论和实验两个方面对Yb,Ho:LuVO_4固体激光器进行研究。理论方面,本论文从Yb,Ho:LuVO_4晶体光谱吸收特性、能级跃迁机理以及能量传递原理等方面对Yb,Ho:LuVO_4激光晶体的工作特性进行了理论分析;并对Yb,Ho双掺和Tm,Ho双掺的激光工作物质的能级跃迁机理进行对比研究,进而结合固体激光器谐振腔理论设计参数合理、运行稳定的谐振腔结构。因为泵浦激光经光纤传输后具有一定的发散角,若不做任何处理就将其直接耦合到Yb,Ho:LuVO_4激光晶体中,会使得耦合效果非常差,所以本论文结合已有知识,设计参数合理的望远镜耦合系统对泵浦激光进行处理。实验方面,本论文根据实验要求对所需光学设备及元器件进行甄选,用所选光学设备及元器件搭建实验平台,并对Yb,Ho:LuVO_4晶体分别开展单端泵浦和双端泵浦研究。实验测量了输出激光的波长为2076nm,研究了谐振腔参数、泵浦源参数等参数对激光器输出特性的影响。通过改变谐振腔参数、泵浦源参数等参数,并根据不同参数下激光器的输出特性对比分析,分别得出单端泵浦方式和双端泵浦方式下的最佳参数。最后,为了评价Yb,Ho:LuVO_4激光器输出的激光光束质量,本论文采用光束质量因子M2作为评价标准,在最佳泵浦参数条件下,利用光束质量分析仪分别测量了单端泵浦方式和双端泵浦方式下Yb,Ho:LuVO_4激光器输出激光的光束质量因子M2。
[Abstract]:The 2 渭 m band laser can be widely used in medical, military, industrial detection and other related fields, and has great development potential, and its research has been paid more and more attention to by laser researchers at home and abroad. In recent years, semiconductor laser pumped rare earth ion single or codoped crystal is one of the most effective ways to realize 2 渭 m band laser source, and has become a hot spot of laser light source. In this paper, the Ybn HoHoLuVOs 4 solid-state laser is studied theoretically and experimentally. Theoretically, the working characteristics of Yb Ho Ho: LuVO4 laser crystal are theoretically analyzed from the aspects of absorption characteristics, energy level transition mechanism and energy transfer principle of Yb Ho: LuVO4 crystal. The mechanism of the energy level transition of the laser working matter with YbPH-doped and Tmn-Ho dual-doped laser is compared and studied. Furthermore, the resonator structure with reasonable parameters and stable operation is designed according to the theory of resonator of solid-state laser. Because the pump laser has a certain divergence angle after it is transmitted through the fiber, if it is coupled directly to Yb Ho: LuVOD _ 4 laser crystal without any processing, the coupling effect will be very poor, so this paper combines the existing knowledge. The pump laser is treated by a telescope coupling system with reasonable design parameters. In terms of experiments, the optical devices and components are selected according to the experimental requirements, and the experimental platform is built with the selected optical devices and components, and the single-end pumping and two-terminal pumping of Yb HoHoLuVO4 crystal are studied respectively. The wavelength of the output laser is 2076 nm. The influence of the parameters of the resonator and the pump source on the output characteristics of the laser is studied. By changing the parameters of the cavity and the pump source, and comparing the output characteristics of the laser with different parameters, the optimal parameters of the single-end pumping mode and the two-end pumping mode are obtained respectively. Finally, in order to evaluate the laser beam quality of Ybn HoHov-LuVO4 laser, the beam quality factor M2 is used as the evaluation criterion under the optimum pump parameters. The beam quality factor M2 was measured by beam quality analyzer in single-end pumping mode and two-end pumping mode.
【学位授予单位】:哈尔滨理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TN248.1

【参考文献】

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本文编号:1859786

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