基于腔内调制的1.06微米脉冲串激光产生及放大特性研究

发布时间：2019-09-22 05:13

【摘要】：在光电子应用大发展的时代背景下,越来越多的领域对高重频大能量的脉冲激光具有巨大的需求。而常规的脉冲激光受平均功率的限制,难以兼顾实现高重复频率和大单脉冲能量输出。脉冲串激光以其易于实现高重频大能量的特性而越来越受到学术界的重视。国外少数的几家研究单位已对脉冲串激光的产生、输出特性开展了一系列研究工作,并积极探索其在激光诱导荧光诊断技术等领域的应用。相比之下,国内对于脉冲串激光的研究还很少,针对这种现状,本文开展了脉冲串激光的研究工作,利用腔内调制的手段实现脉冲串激光的灵活选取,并对选取出的脉冲串激光进行了高效放大,实现了一定时间范围内高重复频率与大单脉冲能量兼得的脉冲串激光输出。论文首先简要介绍了Nd:YAG晶体,对于各种调Q方法进行了分析比较,建立了调Q的速率方程并进行优化,获得了晶体能量提取效率,谐振腔输出能量,峰值输出功率,脉宽和输出镜最佳反射率的表达式,对后续实验进行很好的理论指导。其次,为指导脉冲串激光的放大工作,利用MATLAB软件对激光放大过程进行了仿真,分析了种子光能量密度、泵浦能量和放大增益系数对于放大效果的影响。最后,开展了基于腔内调制的脉冲串激光的实验研究。分别采用闪光灯侧泵方式和LD侧泵方式,结合腔内声光调Q,实现了脉冲串激光的灵活选取。并将LD侧泵选取的脉冲串激光进行了放大。在选取的脉冲间隔100μs时,选取了2个脉冲,单脉冲能量85.2m J;在选取的脉冲间隔20μs时,选取了个12脉冲,单脉冲能量17.7m J;在选取的脉冲间隔10μs时,选取了25个脉冲,单脉冲能量8.8m J,实验结果表明,脉冲串激光相比传统脉冲激光,具有一定时间内高重复频率与大单脉冲能量兼顾的优点。
【图文】：

分析图,一般性理论,激光放大,优缺点

图 2-13outE 和PE ，inE 的关系，可以得到如图 2-13 所示的三维仿真图。分析图，可以大对激光放大的效果更为显著。所以，提高种子光的能结简要介绍了 Nd:YAG 晶体的物理和光学特性，阐述了选闪光灯泵浦和 LD 泵浦的优缺点，为下文论述采用不同泵铺垫。比较了不同调 Q 方法的优缺点，论述了选取声光调光器的一般性理论和优化理论。一般性理论中，推导能量大小的关系，，得到了激光脉冲能量，脉宽，峰值功率推导了镜片最佳反射率，输出能量，能量提取效率，峰值，为后续实验提供理论指导。冲串激光的放大理论，为选取出的脉冲串激光放大实验

波形,信号发生器,差电压,自由切换

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文器，信号发生器采用斯坦福数字信号发生定重频和脉冲宽度，是当今世界上最优秀声光调 Q 开关，以及灯泵模块的电源。使同触发频率的信号输出与同步，最终获矩形脉冲函数波波形，频率，峰值，脉宽，具有四个独立的延迟通道，5ps 脉冲延差电压，最高延时可以达到 1×103s，1M可以自由切换。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN24

【参考文献】