LD抽运高重频Tm：YAP电光调Q激光器研究

发布时间：2017-03-17 06:56

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【摘要】：半导体激光器(LD)端面抽运单掺Tm激光器输出波段在2μm附近,具有良好的大气穿透性和人眼安全性。本论文从理论和实验两方面对LD端面抽运电光调QTm:YAP激光器进行了研究。主要内容为:理论上,基于Tm:YAP调Q运转下速率方程模型,计算了重频对输出能量,脉冲宽度,峰值功率的影响。为后续实验结果的分析提供指导依据。并利用Matlab软件模拟了Tm:YAP晶体的热透镜焦距,使用Comsol软件对Tm:YAP晶体内部的光场和热场分布进行了模拟,为实验的开展提供理论依据。实验上,结合理论分析的结果,选用a轴切割掺杂浓度为3at.%,尺寸为3×3×10mm3的Tm:YAP晶体进行实验。连续运转情况下,抽运功率20.16W时获得了最大功率5.23W的激光输出,斜率效率30.18%,中心波长1988nm。在此基础上,开展了电光调Q Tm:YAP实验研究。通过对电光晶体性能的比较,最后采用RTP晶体退压式调Q方式,在重频5kHz时,获得平均功率560mW的激光输出,脉宽为102.4ns;与此同时我们还开展了声光调Q Tm:YAP的实验研究,并将实验结果与电光调Q的实验结果进行对比分析。
【关键词】：Tm:YAP 高重频 电光调Q 2μm激光器 RTP
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN248
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 第一章 绪论7-14
• 1.1 课题研究的背景及意义7
• 1.2 Tm:YAP脉冲激光器研究状况7-13
• 1.3 本论文的主要研究内容13-14
• 第二章 LD端面抽运高重频Tm:YAP电光调Q理论分析14-24
• 2.1 Tm能级结构的分析14-15
• 2.2 Tm:YAP激光器准三能级速率方程模型15-16
• 2.3 调Q下Tm:YAP激光器速率方程模拟的分析16-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第三章 Tm:YAP晶体热效应分析以及实验研究24-33
• 3.1 Tm:YAP晶体热透镜效应分析24-29
• 3.2 LD端面抽运Tm:YAP热焦距测量实验装置29-31
• 3.3 LD端面抽运Tm:YAP晶体热透镜效应实验研究31-32
• 3.4 本章小结32-33
• 第四章 LD端面抽运高重频电光调QTm:YAP激光器的设计33-45
• 4.1 Tm:YAP激光晶体的选择33-35
• 4.2 Tm:YAP电光调Q激光器的设计35-40
• 4.3 电光Q开关选择40-44
• 4.4 本章小结44-45
• 第五章 LD端面抽运Tm:YAP电光调Q激光器输出特性研究45-58
• 5.1 LD抽运源的参数测试45-46
• 5.2 LD端面抽运Tm:YAP连续激光器输出特性实验研究46-48
• 5.3 LD单端抽运高重频电光调QTm:YAP激光器实验研究48-52
• 5.4 LD单端抽运高重频声光调QTm:YAP激光器实验研究52-55
• 5.5 电光调Q与声光调QTm:YAP激光器对比55-56
• 5.6 本章小结56-58
• 结论与展望58-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-63
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果63

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