基于腔内泵浦技术的蓝光激光器研究

发布时间：2019-11-07 20:17

【摘要】：蓝光激光器在激光医疗、光学高密度存储、激光彩色显示等领域都有着广泛的应用,目前由于受到晶体基频光波长限制,通过倍频很难直接获得480nm-500nm波段蓝色激光,所以近年来用和频手段获得480nm-500nm蓝光成为重要的研究方向。但现阶段和频获得蓝光方法受基频光在激光晶体中存在较强的增益竞争与基频光光子数配比影响,输出蓝光功率及光束质量并不理想。针对以上问题,为获得功率较高、光束质量良好的480nm-500nm蓝光,本文提出了一种基于腔内泵浦技术和频获得491nm蓝光的新方法,该技术解决了增益竞争问题。本论文从以下几方面开展了研究。1、基于准三能级、四能级速率方程建立了腔内泵浦双波长理论模型。根据腔内泵浦模型,模拟了腔内光子数在不同条件下的变化情况,对不同波长的准三能级和四能级激光组合获得和频蓝光的效率进行了对比分析,确定了实现光子数配比为1:1的最佳条件,最终确定采用912nm、1064nm基频光进行腔内泵浦和频。2、设计了腔内泵浦模型的谐振腔,通过优化对比确定了准三能级和四能级的腔长为70mm和45mm,并在此基础上,从和频三波耦合方程及其相位匹配条件出发,结合和频转换效率确定了LBO非线性和频晶体长度为10mm,最佳匹配角为θ°=90,?°=6.16。3、在腔内泵浦理论模型基础上进行了实验研究,利用全固态激光器小型化优势采用紧凑的直腔结构,得到了912nm、1064nm双波长输出,在此基础上,根据理论模拟使用更长的10mm四能级晶体优化了腔内光子数配比,当准三能级晶体吸收808nm泵浦功率为14.45W时,在1064nm透过率为5%,912nm透过率为2%的腔镜情况下得到双波长总输出功率为2.4W,并据此可推算出腔内功率可达50W以上,插入LBO非线性和频晶体并改换输出镜为蓝光高透基频光全反的腔镜后得到了142mW稳定的491nm蓝光输出,光-光转化效率达到0.98%。
【图文】：

倍频456nm蓝色光激光装置图

倍频456nm蓝光装置图
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN248

【参考文献】

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本文编号：2557453