基于调Q技术的双波长交替输出激光器研究

发布时间：2020-08-12 07:26

【摘要】：如今,双波长调Q激光器在科技、医疗、成像、通信、检测、加工等领域有广泛的应用。但是现有双波长调Q激光器多以被动调Q和声光调Q为主,电光调Q双波长激光器也是以单边沿调Q为主,而且大部分双波长调Q激光器使用一块激光增益介质,使两种波长之间存在增益竞争,所以很难提高激光器输出功率。本文针对以上问题,提出了基于电光调Q的双波长交替输出激光器的技术方案,并开展了一系列理论分析、激光器设计及实验研究。理论方面,首先对电光调Q双波长交替输出激光器的结构及工作原理进行理论分析,确定激光器运行方式。然后根据电光调Q理论,建立电光调Q双波长交替输出激光器模型,在此基础上根据激光器模型进行激光器输出仿真。激光器设计主要进行了激光器谐振腔设计、激光器泵浦头设计以及激光器驱动电路的设计。谐振腔设计通过对激光器热效应及热稳区分析,运用ABCD矩阵计算出激光器谐振腔参数。泵浦头设计分析了激光晶体热形变并进行聚光腔设计。激光器驱动电路设计主要包含控制模块、泵浦源以及Q开关设计,其中Q开关巧妙地将升压式电光调Q与降压式电光调Q相结合,使得每对调Q晶体施加一个脉宽为200μs的调Q脉冲,实现1319nm和1064nm激光能够交替调Q输出。实验研究主要进行了1319nm单波长调Q输出实验、1064nm单波长调Q输出实验以及1319nm1064nm双波长交替调Q输出实验。最终实验得出,激光器使用双Nd:YAG激光晶体实现同轴输出1319nm和1064nm激光;激光器单波长分别运行时,两种不同波长激光器输出能量随泵浦源电流增加而变大;激光器实现了双波长交替调Q输出,进行了重频为5Hz、10Hz、20Hz的实验。通过调研国内外论文,这种电光调Q双波长交替输出激光器通过单电光晶体双边沿电光调Q实现双波长交替同轴输出为国内首例。
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN248
【图文】：

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进而获得 1064nm 和 1318nm 双波长的稳定输出[1]。，法国 Sylvie Yiou 等人首次报道了由 LD 泵浦 Nd:YAlO3双nm 和 1385nm 双波长输出。使用三面镜折叠式腔，在激光 11W 时产生 800mW 连续激光输出[2]。图 1.1 1378nm 和 1385nm Nd:YAlO3双波长激光器结构图，丹麦技术大学 Peter Tidemand-Lichtenberg 等人使用 Nd:Y 和 1342nm 两个波长激光工作物质，并利用 V:YAG 晶体作 1064nm 和 1342nm 激光被动调 Q。通过调整两个激光器的脉冲串的重叠并且在不同的同步状态之间切换[3]。

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第 1 章绪论 GdVO4为晶体的 1062.8nm 和 1064.1nm 双波长激光器。调 Q 输出时为 25kW 的情况下，5kHz 重复频率下输出 32ns FWHM 脉冲宽度平均功变两个晶体的相对增益和相对方向，可以容易地控制单个光谱分量的强11 年，俄罗斯科学院 Yu S Lebedeva 在室温下以微芯片端面泵浦 1nm 双波长 Nd:YAG 激光器。根据晶体温度和泵浦功率的函数，研究激确定了产生双波长激光的参数范围，并明确了激光产生的原因[6]。

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长 Nd:YAG 激光器。根据晶体温度和泵浦功率的函数生双波长激光的参数范围，并明确了激光产生的原因图 1.3 1061.5 和 1064.17nm 双波长 Nd:YAG 激光器原理图英国赛莱克斯-伽利略公司 Andrew White 等人研究了064nm 和 1342nm 的简单三反射镜，二极管泵浦 Nd:Y用 VBG 作为波长选择元件，实现了 1342nm 和 1064nm3.55W，转换效率为 18％[7]。日本 Atsushi Sato,Takumi Abea,Shimpei Okuboa 等人使9nm 双波长激光，并用两个电光 Q 开关通过调整触发时输出，最终获得 1064nm 和 1319nm 激光脉冲的能

【参考文献】