腔内级联泵浦Nd:GdVO 4 /Yb:YAG激光器研制
发布时间：2021-04-24 14:54
随着人类科技的进步,在医疗美容、激光雷达、非线性混频、激光探测、太赫兹波等领域都表现出对双波长激光器的极大需求。目前市面上1μm左右的双波长激光器普遍存在增益竞争或结构复杂等问题,使得其在实际应用中难以得到推广。同时,由于不同行业的不同需求,急需开发出更多波长组合的双波长激光器。针对以上问题,本论文采用紧凑型腔内级联泵浦结构,开发出一种工作在912nm/1030nm的双波长激光器。为了降低双波长激光器的泵浦阈值,提高系统的输出效率,本论文从腔内级联泵浦双波长激光器的运转理论出发,对其中所涉及的准三能级系统速率方程进行了求解,并在空间无关和空间相关模型下对准三能级的泵浦阈值条件及输出功率进行了详细讨论;在此基础上建立了腔内级联泵浦双波长激光器的数学理论模型,并对其特性进行了研究;同时,对双波长激光器运转过程中晶体受热所产生的热效应进行了简要讨论。根据腔内级联泵浦技术特点,结合理论模型,对双波长激光器中重要的系统单元进行了优化设计:针对Nd:GdVO4和Yb:YAG晶体的基本特性,对其浓度和尺寸进行了优化设计;利用ABCD矩阵研究了腔内双波长高斯光束的往返传播变换过程...
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 双波长激光在各领域的应用
1.2.1 激光探测
1.2.2 太赫兹波
1.2.3 医疗美容
1.3 国内外双波长激光器的研究进展
1.3.1 单晶体式双波长激光器
1.3.2 非线性频率变换式双波长激光器
1.3.3 腔内级联泵浦技术
1.4 本论文主要研究内容
第2章 腔内级联泵浦双波长激光器运转理论分析
2.1 准三能级激光器理论分析
2.1.1 准三能级速率方程
2.1.2 准三能级系统阈值条件及输出功率理论
2.2 腔内级联泵浦双波长激光器的数学理论模型
2.3 晶体的热效应对双波长激光器的影响
2.3.1 热负载极限
2.3.2 热透镜效应
2.3.3 热致损耗
2.4 本章小结
第3章 双波长激光器系统单元设计及优化
3.1 激光增益介质的分析与优化
4晶体特性及优化"> 3.1.1 Nd:GdVO4晶体特性及优化
3.1.2 Yb:YAG
3.2 光学谐振腔设计
3.2.1 双波长激光谐振腔中轴向光斑分布
3.2.2 谐振腔的稳定性分析
3.3 激光器输出透过率设计
3.4 本章小结
第4章 腔内级联泵浦双波长激光器实验研究
4.1 912nm准三能级激光实验
4.1.1 实验装置描述
4.1.2 实验结果与分析
4.2 912/1030nm双波长激光实验
4.2.1 实验装置描述
4.2.2 实验结果与分析
4.3 不同输出透过率的实验比较
4.4 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 主要结论及创新点
5.2 研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]地基差分吸收激光雷达垂直探测大气压力初步实验[J]. 洪光烈,王钦,王建宇,梁新栋,孔伟,李虎. 中国激光. 2020(03)
[2]Dual-wavelength synchronously mode-locked Tm-doped bulk laser with terahertz frequency beating[J]. 刘新阳,李晓文,赵圣之,杨克建,郭磊,李涛,乔文超,李明,张百涛,何京良,郑丽和,苏良碧,徐军. Chinese Optics Letters. 2019(09)
[3]差分吸收激光雷达监测广州市臭氧垂直分布特征[J]. 王馨琦,张天舒,裴成磊,陈多宏,吕立慧,项衍. 中国激光. 2019(12)
[4]延续性口腔健康教育在双波长激光治疗老年慢性牙周炎患者中的效果评价[J]. 瞿冬琳,顾燕琳,刘义,廖骞. 上海口腔医学. 2019(03)
[5]级联Nd:GdVO4自拉曼1309nm激光性能研究[J]. 张喜梅,陈思梦,施沈城,周青青,段延敏,朱海永. 红外与激光工程. 2019(11)
[6]不同方法治疗鲜红斑痣的疗效及安全性分析[J]. 吴玲,陈晓栋. 临床皮肤科杂志. 2017(05)
[7]差频可调谐太赫兹技术的新进展[J]. 柴路,牛跃,栗岩锋,胡明列,王清月. 物理学报. 2016(07)
[8]0.5at%Yb∶YAG晶体光谱与激光性能研究[J]. 王晓丹,赵志伟,曾雄辉,毛红敏,梁晓燕. 人工晶体学报. 2014(04)
[9]腔内倍频Nd3+∶GdVO4/LBO深蓝456nm激光器的工作特性[J]. 李义民,檀慧明,付喜宏,田玉冰,王保山,孟玉青. 中国激光. 2008(09)
博士论文
[1]车载二氧化硫差分吸收激光雷达系统研制及实验研究[D]. 陈亚峰.中国科学技术大学 2018
[2]近红外双波长全固态激光特性研究[D]. 陈丽娟.山东大学 2013
[3]LD端面泵浦连续Nd：GdVO4激光的理论研究[D]. 祖宁宁.吉林大学 2009
硕士论文
[1]双波长Yb:YAG激光器的热管理及输出特性研究[D]. 李享.华侨大学 2019
[2]LD端面抽运Nd:YVO4双波长电光调Q激光器研究[D]. 郭阳阳.长春理工大学 2019
[3]基于Yb:YAG/Cr4+:YAG/YAG全固态双波长激光特性研究[D]. 叶平平.暨南大学 2018
[4]基于腔内泵浦技术的蓝光激光器研究[D]. 王海亮.长春理工大学 2017
[5]基于腔内泵浦双波长激光器的研究[D]. 肖和东.长春理工大学 2017
[6]腔内泵浦的484nm纳秒和频激光器运转特性研究[D]. 闫阿泽.哈尔滨工业大学 2013
[7]基于腔内泵浦技术的全固态和频激光器的研究[D]. 张腾.哈尔滨工业大学 2012
本文编号：3157560
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 双波长激光在各领域的应用
1.2.1 激光探测
1.2.2 太赫兹波
1.2.3 医疗美容
1.3 国内外双波长激光器的研究进展
1.3.1 单晶体式双波长激光器
1.3.2 非线性频率变换式双波长激光器
1.3.3 腔内级联泵浦技术
1.4 本论文主要研究内容
第2章 腔内级联泵浦双波长激光器运转理论分析
2.1 准三能级激光器理论分析
2.1.1 准三能级速率方程
2.1.2 准三能级系统阈值条件及输出功率理论
2.2 腔内级联泵浦双波长激光器的数学理论模型
2.3 晶体的热效应对双波长激光器的影响
2.3.1 热负载极限
2.3.2 热透镜效应
2.3.3 热致损耗
2.4 本章小结
第3章 双波长激光器系统单元设计及优化
3.1 激光增益介质的分析与优化
4晶体特性及优化"> 3.1.1 Nd:GdVO4晶体特性及优化
3.1.2 Yb:YAG
3.2 光学谐振腔设计
3.2.1 双波长激光谐振腔中轴向光斑分布
3.2.2 谐振腔的稳定性分析
3.3 激光器输出透过率设计
3.4 本章小结
第4章 腔内级联泵浦双波长激光器实验研究
4.1 912nm准三能级激光实验
4.1.1 实验装置描述
4.1.2 实验结果与分析
4.2 912/1030nm双波长激光实验
4.2.1 实验装置描述
4.2.2 实验结果与分析
4.3 不同输出透过率的实验比较
4.4 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 主要结论及创新点
5.2 研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]地基差分吸收激光雷达垂直探测大气压力初步实验[J]. 洪光烈,王钦,王建宇,梁新栋,孔伟,李虎. 中国激光. 2020(03)
[2]Dual-wavelength synchronously mode-locked Tm-doped bulk laser with terahertz frequency beating[J]. 刘新阳,李晓文,赵圣之,杨克建,郭磊,李涛,乔文超,李明,张百涛,何京良,郑丽和,苏良碧,徐军. Chinese Optics Letters. 2019(09)
[3]差分吸收激光雷达监测广州市臭氧垂直分布特征[J]. 王馨琦,张天舒,裴成磊,陈多宏,吕立慧,项衍. 中国激光. 2019(12)
[4]延续性口腔健康教育在双波长激光治疗老年慢性牙周炎患者中的效果评价[J]. 瞿冬琳,顾燕琳,刘义,廖骞. 上海口腔医学. 2019(03)
[5]级联Nd:GdVO4自拉曼1309nm激光性能研究[J]. 张喜梅,陈思梦,施沈城,周青青,段延敏,朱海永. 红外与激光工程. 2019(11)
[6]不同方法治疗鲜红斑痣的疗效及安全性分析[J]. 吴玲,陈晓栋. 临床皮肤科杂志. 2017(05)
[7]差频可调谐太赫兹技术的新进展[J]. 柴路,牛跃,栗岩锋,胡明列,王清月. 物理学报. 2016(07)
[8]0.5at%Yb∶YAG晶体光谱与激光性能研究[J]. 王晓丹,赵志伟,曾雄辉,毛红敏,梁晓燕. 人工晶体学报. 2014(04)
[9]腔内倍频Nd3+∶GdVO4/LBO深蓝456nm激光器的工作特性[J]. 李义民,檀慧明,付喜宏,田玉冰,王保山,孟玉青. 中国激光. 2008(09)
博士论文
[1]车载二氧化硫差分吸收激光雷达系统研制及实验研究[D]. 陈亚峰.中国科学技术大学 2018
[2]近红外双波长全固态激光特性研究[D]. 陈丽娟.山东大学 2013
[3]LD端面泵浦连续Nd：GdVO4激光的理论研究[D]. 祖宁宁.吉林大学 2009
硕士论文
[1]双波长Yb:YAG激光器的热管理及输出特性研究[D]. 李享.华侨大学 2019
[2]LD端面抽运Nd:YVO4双波长电光调Q激光器研究[D]. 郭阳阳.长春理工大学 2019
[3]基于Yb:YAG/Cr4+:YAG/YAG全固态双波长激光特性研究[D]. 叶平平.暨南大学 2018
[4]基于腔内泵浦技术的蓝光激光器研究[D]. 王海亮.长春理工大学 2017
[5]基于腔内泵浦双波长激光器的研究[D]. 肖和东.长春理工大学 2017
[6]腔内泵浦的484nm纳秒和频激光器运转特性研究[D]. 闫阿泽.哈尔滨工业大学 2013
[7]基于腔内泵浦技术的全固态和频激光器的研究[D]. 张腾.哈尔滨工业大学 2012
本文编号：3157560
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3157560.html
