脉冲固体激光器的研究
发布时间：2021-07-21 13:09
脉冲固体激光器在激光切割、激光焊接、激光遥感、卫星通讯、生物医疗等领域有着广泛的应用。本文主要从Nd:YAG脉冲固体激光器出发,研究了其光束模式分布情况,获得了高光束质量的1.064μm激光输出,利用非线性晶体效应进一步研究了光参量振荡器（OPO）,获得了 1.57μm波段激光输出。具体的研究内容如下:（1）基于自再现理论分别建立了不同腔型条件下理论模型,理论模拟了平凹稳腔、高斯非稳腔、基于内腔硬边光阑的高斯非稳腔自再现时输出光束模式分布情况,分析了腔长、晶体位置以及其它参数对模式分布的影响。根据理论模拟结果得出高斯非稳腔相比于平凹稳腔能够有效的抑制高阶模式的产生,通过在腔内选择适当的光阑孔径以及合适的光阑位置可以进一步改善高斯非稳腔的模式分布,获得均匀、平滑的基横模式分布。（2）分别对平凹稳腔、高斯非稳腔、内腔硬边光阑高斯非稳腔Nd:YAG脉冲固体激光器谐振腔参数进行了选取,优化了激光器谐振腔参数。针对稳腔、非稳腔Nd:YAG脉冲固体激光器进行了实验测试,分析了不同腔型下激光器输出参量特性,得出了与平凹稳腔相比高斯非稳腔明显改善了光束质量,在泵浦电压为900v条件下获得了最大输出能量...
【文章来源】：沈阳理工大学辽宁省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１自再现模式形成??Ｆｉｇ２．１?Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｅｌｆ?ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｍｏｄｅ??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]短弧脉冲氙灯瞬间发射光脉冲能量测量[J]. 赵友全,张意贺,刘潇,郭德霞,梁秀丽,王先全. 光电子·激光. 2017(02)
[2]氙灯泵浦Nd:YAG激光器的可靠性分析[J]. 李德鹏,李宝忠,包照日格图. 激光与红外. 2015(11)
[3]基于MgO:APLN的1.57μm/3.84μm连续波内腔多光参量振荡器研究[J]. 于永吉,陈薪羽,成丽波,王超,吴春婷,董渊,李述涛,金光勇. 物理学报. 2015(22)
[4]1.57μm内腔式KTP光学参量振荡器[J]. 钟艳,韩克祯,何京良. 激光与红外. 2015(07)
[5]激光技术在加工工业领域和军事领域的发展与应用[J]. 李忠建,崔丽. 航空制造技术. 2013(21)
[6]35μm光学参量振荡器研究进展及其应用[J]. 苏宁,张茂,任钢,刘全喜,幸建国. 光学技术. 2013(04)
[7]高斯变反镜改善板条激光器光束质量的研究[J]. 王文涛,刘洋,王超,刘磊,刘刚,梁兴波,唐晓军. 激光与红外. 2012(09)
[8]内腔式虚共焦非稳腔光参量振荡器激光器的光束质量检测[J]. 李刚,毛少娟,张雏,李莉,王元铂. 应用光学. 2012(02)
[9]圆形高斯镜平凹腔腔镜倾斜时光场模式分析[J]. 李阔湖,宋月丽,姚东永,景东山. 光学技术. 2012(01)
[10]LD端面泵浦声光调QNd:YVO4/KTA 1.53μm光学参量振荡激光器[J]. 陈慧彬,朱海永,张戈,黄呈辉,郑益群,魏勇,段延敏,王鸿雁,邱港. 强激光与粒子束. 2010(02)
博士论文
[1]人眼安全激光器及超连续谱研究[D]. 张华年.山东大学 2015
[2]3000W灯泵浦脉冲Nd:YAG固体激光器技术研究[D]. 姜梦华.北京工业大学 2012
[3]高平均功率光纤脉冲激光技术研究[D]. 吴闻迪.曲阜师范大学 2012
[4]高平均功率固体激光的热效应研究[D]. 汪晓波.国防科学技术大学 2008
硕士论文
[1]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
[2]LD端面泵浦Tm:YAP/BaWO4拉曼激光器输出特性研究[D]. 李颖.哈尔滨工程大学 2017
[3]LD泵浦1.5μm微型固体激光器的研究[D]. 张宇露.北京工业大学 2016
[4]共振泵浦1.5μm人眼安全波段自拉曼激光器研究[D]. 范琛.天津大学 2014
[5]高重复频率、高峰值功率人眼安全激光器研究[D]. 王艳林.湖北工业大学 2011
[6]微型人眼安全激光器的研究[D]. 陈霞.湖北工业大学 2011
[7]LD侧面泵浦高功率绿光激光器研究[D]. 师研.西北大学 2010
[8]微型1570nm人眼安全激光器研究[D]. 王奕博.长春理工大学 2010
[9]人眼安全1.57μm激光器研究[D]. 张巍.长春理工大学 2008
[10]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
本文编号：3295082
【文章来源】：沈阳理工大学辽宁省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１自再现模式形成??Ｆｉｇ２．１?Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｅｌｆ?ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｍｏｄｅ??
?Ｗ３?？．．?ｔｌｑ?Ｗ＾ｒ＋１??图２．１自再现模式形成??Ｆｉｇ２．１?Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｅｌｆ?ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｍｏｄｅ??２．１．２脉冲固体激光器自再现理论模型建立??２．１．２．１基于菲涅尔衍射的自再现理论模型??激光谐振腔输出模式的好坏是衡量激光器性能的重要参数。光学中著名的惠??更斯－菲涅尔原理从理论上分析了光腔衍射问题的根本，是研究腔内自再现模式的??理论基础。菲涅尔－基尔霍夫衍射积分方程是由普遍的电磁理论推导得出，基于菲??涅尔衍射理论由谐振腔某一参考平面上的振幅和相位分布可以获得光波场在腔内??任意空间上的振幅和相位分布。??５２?＾??ＷＩＮＣＩＭ）??二?＿＿＿．??Ｕ２（Ｘ２＾２）?ｎ??ｍ２?祕??图２．?２平面开腔结构图??Ｆｉｇ２．２?Ｔｈｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ｐｌａｎｅ?ｏｐｅｎ?ｃａｖｉｔｙ??Ａ／，、Ｍ２为谐振腔腔镜，其所在平面分别为＆、公，Ｍｌ、Ｍ２分别为腔镜Ｍ！、Ｍ２??上的任意一点坐标，ｐ为两腔镜上点Ｍｌ、ｍ２间距离，０为公的法线与ｐ之间的夹??角。如果以腔镜所在的平面为参考平面，腔镜Ｍ２所在的平面为观察平面，??的初始光场分布为均匀平面光场，则根据菲涅尔衍射积分公式可以得到腔镜Ｍ２上??的点Ｗ２光场分布为：??Ｉｋ?ｅ＿ｉｋｐ??Ｕ２（ｘ２，ｙ２＇）?＝?—?＋?ｃｏｓｄ）ｄｘ１ｄｙ１?（２－２）??以菲涅尔衍射积分公式为理论基础
?Ｗ３?？．．?ｔｌｑ?Ｗ＾ｒ＋１??图２．１自再现模式形成??Ｆｉｇ２．１?Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｅｌｆ?ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｍｏｄｅ??２．１．２脉冲固体激光器自再现理论模型建立??２．１．２．１基于菲涅尔衍射的自再现理论模型??激光谐振腔输出模式的好坏是衡量激光器性能的重要参数。光学中著名的惠??更斯－菲涅尔原理从理论上分析了光腔衍射问题的根本，是研究腔内自再现模式的??理论基础。菲涅尔－基尔霍夫衍射积分方程是由普遍的电磁理论推导得出，基于菲??涅尔衍射理论由谐振腔某一参考平面上的振幅和相位分布可以获得光波场在腔内??任意空间上的振幅和相位分布。??５２?＾??ＷＩＮＣＩＭ）??二?＿＿＿．??Ｕ２（Ｘ２＾２）?ｎ??ｍ２?祕??图２．?２平面开腔结构图??Ｆｉｇ２．２?Ｔｈｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ｐｌａｎｅ?ｏｐｅｎ?ｃａｖｉｔｙ??Ａ／，、Ｍ２为谐振腔腔镜，其所在平面分别为＆、公，Ｍｌ、Ｍ２分别为腔镜Ｍ！、Ｍ２??上的任意一点坐标，ｐ为两腔镜上点Ｍｌ、ｍ２间距离，０为公的法线与ｐ之间的夹??角。如果以腔镜所在的平面为参考平面，腔镜Ｍ２所在的平面为观察平面，??的初始光场分布为均匀平面光场，则根据菲涅尔衍射积分公式可以得到腔镜Ｍ２上??的点Ｗ２光场分布为：??Ｉｋ?ｅ＿ｉｋｐ??Ｕ２（ｘ２，ｙ２＇）?＝?—?＋?ｃｏｓｄ）ｄｘ１ｄｙ１?（２－２）??以菲涅尔衍射积分公式为理论基础
【参考文献】：
期刊论文
[1]短弧脉冲氙灯瞬间发射光脉冲能量测量[J]. 赵友全,张意贺,刘潇,郭德霞,梁秀丽,王先全. 光电子·激光. 2017(02)
[2]氙灯泵浦Nd:YAG激光器的可靠性分析[J]. 李德鹏,李宝忠,包照日格图. 激光与红外. 2015(11)
[3]基于MgO:APLN的1.57μm/3.84μm连续波内腔多光参量振荡器研究[J]. 于永吉,陈薪羽,成丽波,王超,吴春婷,董渊,李述涛,金光勇. 物理学报. 2015(22)
[4]1.57μm内腔式KTP光学参量振荡器[J]. 钟艳,韩克祯,何京良. 激光与红外. 2015(07)
[5]激光技术在加工工业领域和军事领域的发展与应用[J]. 李忠建,崔丽. 航空制造技术. 2013(21)
[6]35μm光学参量振荡器研究进展及其应用[J]. 苏宁,张茂,任钢,刘全喜,幸建国. 光学技术. 2013(04)
[7]高斯变反镜改善板条激光器光束质量的研究[J]. 王文涛,刘洋,王超,刘磊,刘刚,梁兴波,唐晓军. 激光与红外. 2012(09)
[8]内腔式虚共焦非稳腔光参量振荡器激光器的光束质量检测[J]. 李刚,毛少娟,张雏,李莉,王元铂. 应用光学. 2012(02)
[9]圆形高斯镜平凹腔腔镜倾斜时光场模式分析[J]. 李阔湖,宋月丽,姚东永,景东山. 光学技术. 2012(01)
[10]LD端面泵浦声光调QNd:YVO4/KTA 1.53μm光学参量振荡激光器[J]. 陈慧彬,朱海永,张戈,黄呈辉,郑益群,魏勇,段延敏,王鸿雁,邱港. 强激光与粒子束. 2010(02)
博士论文
[1]人眼安全激光器及超连续谱研究[D]. 张华年.山东大学 2015
[2]3000W灯泵浦脉冲Nd:YAG固体激光器技术研究[D]. 姜梦华.北京工业大学 2012
[3]高平均功率光纤脉冲激光技术研究[D]. 吴闻迪.曲阜师范大学 2012
[4]高平均功率固体激光的热效应研究[D]. 汪晓波.国防科学技术大学 2008
硕士论文
[1]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
[2]LD端面泵浦Tm:YAP/BaWO4拉曼激光器输出特性研究[D]. 李颖.哈尔滨工程大学 2017
[3]LD泵浦1.5μm微型固体激光器的研究[D]. 张宇露.北京工业大学 2016
[4]共振泵浦1.5μm人眼安全波段自拉曼激光器研究[D]. 范琛.天津大学 2014
[5]高重复频率、高峰值功率人眼安全激光器研究[D]. 王艳林.湖北工业大学 2011
[6]微型人眼安全激光器的研究[D]. 陈霞.湖北工业大学 2011
[7]LD侧面泵浦高功率绿光激光器研究[D]. 师研.西北大学 2010
[8]微型1570nm人眼安全激光器研究[D]. 王奕博.长春理工大学 2010
[9]人眼安全1.57μm激光器研究[D]. 张巍.长春理工大学 2008
[10]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
本文编号：3295082
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