小型纳秒激光器的研制

发布时间：2020-11-05 12:59

　　 二极管泵浦固体激光器(diode-pumped solid state laser)DPSSL因其体积小、重量轻、效率高等优点而成为国内外研究的热点,被广泛应用于科技、医疗、工业和军事等多个领域。固态纳秒激光器引起具有较高的峰值功率,易于实现,稳定性好等优点,用于车载系统、激光雷达系统、及航空系统等领域。目前实现激光调Q的主要技术是采用半导体可饱和吸收镜(Semiconductor saturable absorption mirror,SESAM)的被动调Q或电光、声光的主动调Q技术。SESAM的制备需要昂贵复杂的外延生长技术和繁琐的后期处理过程,制作成本高。人们一直致力于探索新型可饱和吸收体来取代SESAM,探索新型可饱和吸收体是激光物理与激光技术的一项重要研究内容。论文一方面研究基于新型可饱和吸收体的被动调Q激光器,另一方面研究基于声光调制器的主动调Q激光器,在此基础上,研究一台高性能的小型纳秒激光器样机。本文主要研究工作如下:1.制备了以重水为溶剂的黑磷与石墨烯的异质结可饱和吸收材料材,并研究了该材料的非线性特性,研究结果表明,以重水为溶剂的黑磷与石墨烯的异质结可饱和吸收体稳定性明显优于黑磷,在1064nm处具有8.7%的可饱和调制深度。论文研究了基于该可饱和吸收体的被动调Q激光器,获得了中心波长1064nm,最高重频为255kHz,最窄脉宽233ns的调Q激光器。2.研制了一台小型纳秒激光器的样机,包含采用zemax软件对半导体激光器的发光特点进行仿真及耦合光路的设计,利用solidworks软件进行机械零件设计及激光系统光路的调试。样机体积为200mm×100mm×70mm,重复频率为1-30kHz可调,在重频范围内实现最高输出功率1.7W,功率波动性小于1%,最窄脉冲宽度为41ns,最大单脉冲能量为170μJ,最高峰值功率为2.4kW,子午方向M~2因子为1.27,弧矢方向M~2因子为1.37。
【学位单位】：深圳大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN248
【部分图文】：

b）双泵连续输出 C）为单泵调 Q 输出[18]。尔尼大学的 Michelle S.Roth 等人提出了一种腔内自平均功率为 83W，脉宽为 80ns，峰值功率达 107kW， 1-3 中所示。图 1-4 腔长为 20mm 的声光调 Q 器结构示意图[19]为 2007 年清华大学的 Y.Wang 等人利用的平—平腔， 的脉宽，峰值功率达到 5.13KW，M2因子为 1.3 的激

图 1-6 经独特设计激光晶体的纳秒激光器工大学的 S.P.Chard 等人通过改变晶体的几 Nd:YVO4晶体，获得了平均功率为 32W，最激光输出[21]。其结构如图 1-6 中所示。图 1-7 双路端泵调 Q 激光器示意图工业大学的李旭东等人通过同一泵浦源分大连续输出功率为46W，脉冲输出下获得最W[22]。其结构如图 1-7 所示。

2.1 新型二维材料异质结的制备图 2-1 异质结材料制备流程图图2-1黑磷的制备使用的是液相剥离法。将块状的黑磷晶体放入到异丙醇中，使用超声波清洗机控制温度保持在 25 摄氏度，功率 400W，超声震荡 48 小时。
【参考文献】

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本文编号：2871667