人眼安全1.5μm高重频自光参量振荡器研究
发布时间：2021-05-26 19:56
1.4-2μm近红外激光处于人眼安全波段,其中1.5μm波段不仅对人眼的损害较小,也处于大气主要的投射窗口,在激光测距、光电对抗、激光医疗等军事和民用方面都有着重要的应用前景。目前采用准相位匹配的光参量振荡技术（QPM-OPO,Quasi-Phase Matching Optical Parametric Oscillator）具有高重频、窄脉宽、高峰值功率等巨大优势。随着光参量振荡技术的发展,激光器体积庞大、结构复杂等问题随之而来,相比于传统的1.5μm人眼安全光参量振荡器,将Nd3+掺杂在MgO:PPLN晶体之中,使增益介质与变频介质合二为一,为获取结构紧凑、功能集成化的高重频1.5μm人眼安全激光器提供了一种全新技术手段。理论方面主要以准相位匹配作为理论基础,对Nd:MgO:LN晶体物化特性、光学特性进行分析以及对周期极化的Nd:MgO:LN晶体的调谐曲线进行理论模拟。随后构建Nd:MgO:PPLN晶体温度场与应力场模型,模拟了晶体单端与双端泵浦温度场与应力场分布,并以此为基础结合温度调谐曲线分析晶体温升对信号光波长的影响,最终确定晶体极化周期为29.8μm...
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 人眼安全1.5μm激光器国内外研究现状
1.2.1 直接泵浦光纤体制国内外研究现状
1.2.2 KTP-OPO国内外研究现状
1.2.3 MgO:PPLN-OPO国内外研究现状
1.2.4 Nd~(3+)掺杂MgO:LN/PPLN激光器国内外研究现状
1.3 人眼安全1.5μm激光技术体制对比分析
1.4 论文的主要内容
第2章 Nd:MgO:LN晶体激光特性及其准相位匹配理论研究
2.1 Nd:MgO:LN晶体物化特性
2.2 Nd:MgO:LN晶体光学特性
2.2.1 Nd:MgO:LN晶体吸收与发射谱线
2.2.2 Nd:MgO:LN晶体色散特性
2.3 Nd:MgO:LN晶体准相位匹配理论
2.3.1 准相位匹配原理
2.3.2 准相位匹配技术特点
2.3.3 周期极化的调谐方式
2.4 本章小结
第3章 Nd:MgO:PPLN晶体热效应分析及其谐振腔的设计
3.1 晶体热效应理论分析
3.1.1 晶体热源函数模型建立与仿真分析
3.1.2 晶体热应力分析
3.1.3 晶体热效应对极化周期的影响
3.2 基于Nd:MgO:PPLN晶体谐振腔的设计
3.2.1 不同泵浦光斑下晶体热焦距分析
3.2.2 单端泵浦Nd:MgO:PPLN晶体-谐振腔的设计
3.2.3 双端泵浦Nd:MgO:PPLN晶体-谐振腔的设计
3.3 本章小结
第4章 人眼安全1.5μm自光参量振荡器动力学模型研究
4.1 基于Nd:MgO:PPLN晶体超阈值倍数分析
4.2 1.5μm自光参量振荡速率方程的建立与仿真分析
4.2.1 1.5μm自光参量振荡被动调Q速率方程的建立与仿真分析
4.2.2 1.5μm自光参量振荡主动调Q速率方程的建立与仿真分析
4.3 本章小结
第5章 人眼安全1.5μm高重频自光参量振荡器实验研究
5.1 基于Nd:MgO:PPLN晶体1.5μm自 OPO被动调Q实验研究
5.1.1 单端泵浦连续基频光实验研究
5.1.2 单端泵浦基频光被动调Q实验研究
5.1.3 单端泵浦1.5μm自OPO被动调Q实验研究
5.2 基于Nd:MgO:PPLN晶体高重频1.5μm自OPO声光调Q实验研究
5.2.1 双端泵浦高重频基频光声光调Q实验研究
5.2.2 双端泵浦高重频1.5μm自 OPO声光调Q实验研究
5.3 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 全文总结
6.2 创新点
6.3 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]三镜直腔结构MgO∶PPLN高效连续光参量振荡器[J]. 尉鹏飞,张永昶,张静,段延敏,朱海永. 光学精密工程. 2019(01)
[2]紧凑型MgO:PPLN宽波段可调谐连续光参量振荡器[J]. 张永昶,朱海永,张静,郭俊宏,张栋,段延敏. 红外与激光工程. 2018(11)
[3]1550nm全光纤单频脉冲光纤激光器[J]. 王雄飞,郝金坪,何晓同,张昆,张利明,赵鸿. 激光与红外. 2018(10)
[4]补偿走离角时产生的相位失配及其补偿方法[J]. 刘恂,沈学举,刁冬梅,黄富瑜. 中国激光. 2019(01)
[5]基于内腔的KTP光参量振荡器的腔型结构研究[J]. 李业秋,张善春,赵吉,李漫,岱钦. 激光与红外. 2018(04)
[6]石墨烯被动调Q掺Nd3+激光器研究进展[J]. 林洪沂,黄晓桦,许英朝,孟宪国,程再军,孙栋. 激光技术. 2016(02)
[7]掺氧化镁铌酸锂晶体的损伤阈值分析[J]. 苏卓琳,孟庆龙,于军立,张彬. 光学学报. 2015(11)
[8]人眼安全高重频窄脉宽单模全光纤激光器特性研究[J]. 张鑫,刘源,贺岩,杨燕,侯霞,陈卫标. 红外与激光工程. 2015(04)
[9]500mJ输出人眼安全环形腔KTP-OPO激光器[J]. 穆宇,包照日格图. 激光与红外. 2014(09)
[10]非临界相位匹配的人眼安全KTP光参量振荡器[J]. 高剑蓉,魏星斌,彭跃峰,庞毓,周唐建,王卫民. 激光与红外. 2012(08)
博士论文
[1]基于Nd:MgO:PPLN中红外自光参量振荡器研究[D]. 王宇恒.长春理工大学 2019
[2]周期极化基质材料钽酸锂/铌酸锂类晶体生长与性质研究[D]. 孙德辉.山东大学 2015
[3]人眼安全激光器及超连续谱研究[D]. 张华年.山东大学 2015
[4]可见和近红外激光玻璃基础研究[D]. 张料林.华南理工大学 2014
[5]共振泵浦在掺Nd3+全固态激光器及非线性光学频率变换技术中的应用[D]. 盛泉.天津大学 2013
[6]基于MgO：PPLN的中红外连续波光学参量振荡器技术的研究[D]. 赵家群.哈尔滨工业大学 2011
[7]准相位匹配技术及其应用研究[D]. 刘涛.北京邮电大学 2009
[8]共线准相位匹配光学参量过程的研究[D]. 张铁犁.天津大学 2007
硕士论文
[1]光力和光热效应的有限元分析方法研究[D]. 唐奔流.南京邮电大学 2019
[2]LD共振泵浦内腔MgO:PPLN中红外光参量振荡器研究[D]. 邢爽.长春理工大学 2018
[3]基于多段键合Nd:YVO4晶体的1.5微米人眼安全拉曼激光器研究[D]. 安珍妮.山东师范大学 2017
[4]基于4F3/2→4I15/2跃迁的新型全固态人眼安全掺钕激光特性研究[D]. 王一.厦门大学 2017
[5]超低阈值集成化中红外连续内腔光参量振荡器[D]. 李宇昕.南京大学 2016
[6]全固态人眼安全拉曼激光器[D]. 王小磊.北京工业大学 2015
[7]MgO:PPLN中红外激光器研究[D]. 陈浩.长春理工大学 2013
[8]1.57μm人眼安全波长光学参量振荡器的研究[D]. 钟艳.山东师范大学 2007
[9]1.57μm内腔式光学参量振荡器的研究[D]. 曲瑜.山东大学 2006
[10]光学超晶格的非线性光学效应研究及结构设计[D]. 王翠玲.山东师范大学 2005
本文编号：3206972
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 人眼安全1.5μm激光器国内外研究现状
1.2.1 直接泵浦光纤体制国内外研究现状
1.2.2 KTP-OPO国内外研究现状
1.2.3 MgO:PPLN-OPO国内外研究现状
1.2.4 Nd~(3+)掺杂MgO:LN/PPLN激光器国内外研究现状
1.3 人眼安全1.5μm激光技术体制对比分析
1.4 论文的主要内容
第2章 Nd:MgO:LN晶体激光特性及其准相位匹配理论研究
2.1 Nd:MgO:LN晶体物化特性
2.2 Nd:MgO:LN晶体光学特性
2.2.1 Nd:MgO:LN晶体吸收与发射谱线
2.2.2 Nd:MgO:LN晶体色散特性
2.3 Nd:MgO:LN晶体准相位匹配理论
2.3.1 准相位匹配原理
2.3.2 准相位匹配技术特点
2.3.3 周期极化的调谐方式
2.4 本章小结
第3章 Nd:MgO:PPLN晶体热效应分析及其谐振腔的设计
3.1 晶体热效应理论分析
3.1.1 晶体热源函数模型建立与仿真分析
3.1.2 晶体热应力分析
3.1.3 晶体热效应对极化周期的影响
3.2 基于Nd:MgO:PPLN晶体谐振腔的设计
3.2.1 不同泵浦光斑下晶体热焦距分析
3.2.2 单端泵浦Nd:MgO:PPLN晶体-谐振腔的设计
3.2.3 双端泵浦Nd:MgO:PPLN晶体-谐振腔的设计
3.3 本章小结
第4章 人眼安全1.5μm自光参量振荡器动力学模型研究
4.1 基于Nd:MgO:PPLN晶体超阈值倍数分析
4.2 1.5μm自光参量振荡速率方程的建立与仿真分析
4.2.1 1.5μm自光参量振荡被动调Q速率方程的建立与仿真分析
4.2.2 1.5μm自光参量振荡主动调Q速率方程的建立与仿真分析
4.3 本章小结
第5章 人眼安全1.5μm高重频自光参量振荡器实验研究
5.1 基于Nd:MgO:PPLN晶体1.5μm自 OPO被动调Q实验研究
5.1.1 单端泵浦连续基频光实验研究
5.1.2 单端泵浦基频光被动调Q实验研究
5.1.3 单端泵浦1.5μm自OPO被动调Q实验研究
5.2 基于Nd:MgO:PPLN晶体高重频1.5μm自OPO声光调Q实验研究
5.2.1 双端泵浦高重频基频光声光调Q实验研究
5.2.2 双端泵浦高重频1.5μm自 OPO声光调Q实验研究
5.3 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 全文总结
6.2 创新点
6.3 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]三镜直腔结构MgO∶PPLN高效连续光参量振荡器[J]. 尉鹏飞,张永昶,张静,段延敏,朱海永. 光学精密工程. 2019(01)
[2]紧凑型MgO:PPLN宽波段可调谐连续光参量振荡器[J]. 张永昶,朱海永,张静,郭俊宏,张栋,段延敏. 红外与激光工程. 2018(11)
[3]1550nm全光纤单频脉冲光纤激光器[J]. 王雄飞,郝金坪,何晓同,张昆,张利明,赵鸿. 激光与红外. 2018(10)
[4]补偿走离角时产生的相位失配及其补偿方法[J]. 刘恂,沈学举,刁冬梅,黄富瑜. 中国激光. 2019(01)
[5]基于内腔的KTP光参量振荡器的腔型结构研究[J]. 李业秋,张善春,赵吉,李漫,岱钦. 激光与红外. 2018(04)
[6]石墨烯被动调Q掺Nd3+激光器研究进展[J]. 林洪沂,黄晓桦,许英朝,孟宪国,程再军,孙栋. 激光技术. 2016(02)
[7]掺氧化镁铌酸锂晶体的损伤阈值分析[J]. 苏卓琳,孟庆龙,于军立,张彬. 光学学报. 2015(11)
[8]人眼安全高重频窄脉宽单模全光纤激光器特性研究[J]. 张鑫,刘源,贺岩,杨燕,侯霞,陈卫标. 红外与激光工程. 2015(04)
[9]500mJ输出人眼安全环形腔KTP-OPO激光器[J]. 穆宇,包照日格图. 激光与红外. 2014(09)
[10]非临界相位匹配的人眼安全KTP光参量振荡器[J]. 高剑蓉,魏星斌,彭跃峰,庞毓,周唐建,王卫民. 激光与红外. 2012(08)
博士论文
[1]基于Nd:MgO:PPLN中红外自光参量振荡器研究[D]. 王宇恒.长春理工大学 2019
[2]周期极化基质材料钽酸锂/铌酸锂类晶体生长与性质研究[D]. 孙德辉.山东大学 2015
[3]人眼安全激光器及超连续谱研究[D]. 张华年.山东大学 2015
[4]可见和近红外激光玻璃基础研究[D]. 张料林.华南理工大学 2014
[5]共振泵浦在掺Nd3+全固态激光器及非线性光学频率变换技术中的应用[D]. 盛泉.天津大学 2013
[6]基于MgO：PPLN的中红外连续波光学参量振荡器技术的研究[D]. 赵家群.哈尔滨工业大学 2011
[7]准相位匹配技术及其应用研究[D]. 刘涛.北京邮电大学 2009
[8]共线准相位匹配光学参量过程的研究[D]. 张铁犁.天津大学 2007
硕士论文
[1]光力和光热效应的有限元分析方法研究[D]. 唐奔流.南京邮电大学 2019
[2]LD共振泵浦内腔MgO:PPLN中红外光参量振荡器研究[D]. 邢爽.长春理工大学 2018
[3]基于多段键合Nd:YVO4晶体的1.5微米人眼安全拉曼激光器研究[D]. 安珍妮.山东师范大学 2017
[4]基于4F3/2→4I15/2跃迁的新型全固态人眼安全掺钕激光特性研究[D]. 王一.厦门大学 2017
[5]超低阈值集成化中红外连续内腔光参量振荡器[D]. 李宇昕.南京大学 2016
[6]全固态人眼安全拉曼激光器[D]. 王小磊.北京工业大学 2015
[7]MgO:PPLN中红外激光器研究[D]. 陈浩.长春理工大学 2013
[8]1.57μm人眼安全波长光学参量振荡器的研究[D]. 钟艳.山东师范大学 2007
[9]1.57μm内腔式光学参量振荡器的研究[D]. 曲瑜.山东大学 2006
[10]光学超晶格的非线性光学效应研究及结构设计[D]. 王翠玲.山东师范大学 2005
本文编号：3206972
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