1890nm Tm:YLF激光器泵浦Ho:YLF声光调Q激光器实验研究
发布时间：2021-09-08 20:09
2μm激光处于人眼安全波段,并且位于大气窗口,因此在光电对抗、医学、激光雷达等领域有着广泛的应用。采用单掺Tm3+激光器作为单掺Ho3+晶体泵浦源,是目前获得高功率、高光束质量2μm激光的重要手段。Ho:YLF晶体属各项异性晶体,谐振腔内无需插入其他选偏元件,即可获得2μm波段线偏振光,热透镜效应较弱,上能级寿命长,是理想的获得中远红外输出的光学参量振荡器的泵浦源。首先通过分析Ho:YLF晶体的吸收光谱,选取了发射波长1890nm的Tm:YLF激光器作为泵浦源。从速率方程出发,基于Ho:YLF和Tm:YLF激光器的物理模型,模拟仿真分析了晶体长度,激活离子掺杂浓度,泵浦光腰半径,输出镜透过率,上转换损耗系数、泵浦光聚焦深度等参数对激光器的阈值功率,输出功率,斜率效率等参数之间的关系。通过分析激光器运行时,晶体内部的温度分布,从而得到晶体内部Ho3+离子不同stark能级上粒子数布局分布,进而分析温度对激光器的输出性能的影响。1890nm激光器使用两个最大功率为150W的光纤耦合输出半导体激光器,双向泵浦Tm:YLF晶体。...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
单个二极管激光器双端泵浦Tm:YLF激光器
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文4泵浦光功率为24W时，最高输出功率为7.4W，经过拟合得到的斜率效率为39.6%，对应的光光转换效率为30.7%[20]。2011年XiaojinCheng，JianqiuXu等人报道了使用Tm:YAP（12×8×1.5mm3）和Tm:YLF（12×6×1mm3）板条状晶体作为工作物质时激光器的输出性能。实验选用两个二极管激光器阵列作为泵浦源，双向泵浦晶体，如图1-2所示。晶体均为沿光轴a方向切割，Tm:YAP晶体内掺杂激活离子（Tm3+）的浓度为4.0at.%，Tm:YLF晶体内掺杂激活离子（Tm3+）的浓度为3.5at.%。泵浦光由一个平凹球面透镜和焦距为90mm的聚焦镜，聚焦进晶体。当注入晶体的泵浦光总功率为220W时，Tm:YAP晶体在最大发射功率为72W（1993nm），经过拟合得到的斜率效率为37.9%；Tm:YLF晶体最大的发射功率为50.2W（1909nm），经过拟合得到的斜率效率为26.6%[21]。2012年，南非的H.J.Strauss等人报道了一种使用体光栅作为全反腔镜，将波长将波长稳定在1890nm附近，实验结构如图1-3所示。实验选用LD激光器堆栈作为泵浦源，最大输出功率为300W，中心发射波长为792nm。工作物质选用Tm:YLF晶体（1.5×11×15.5mm），晶体内掺杂激活粒子（Tm3+）浓度为2.5at.%。得到了功率为50W的1890nm激光，经过拟合得到的斜率效率为37%[22]。2015年，朱国利报道了一种稳定的窄线宽，高功率输出Tm:YLF激光器。晶体掺杂浓度为3.5at.%，谐振腔内使用三块棒状Tm:YLF晶体，插入两个F-P图1-3LD阵列双程泵浦1890nmTm:YLF激光器图1-2二极管激光器端面泵浦板条状掺Tm3+晶体激光器
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文4泵浦光功率为24W时，最高输出功率为7.4W，经过拟合得到的斜率效率为39.6%，对应的光光转换效率为30.7%[20]。2011年XiaojinCheng，JianqiuXu等人报道了使用Tm:YAP（12×8×1.5mm3）和Tm:YLF（12×6×1mm3）板条状晶体作为工作物质时激光器的输出性能。实验选用两个二极管激光器阵列作为泵浦源，双向泵浦晶体，如图1-2所示。晶体均为沿光轴a方向切割，Tm:YAP晶体内掺杂激活离子（Tm3+）的浓度为4.0at.%，Tm:YLF晶体内掺杂激活离子（Tm3+）的浓度为3.5at.%。泵浦光由一个平凹球面透镜和焦距为90mm的聚焦镜，聚焦进晶体。当注入晶体的泵浦光总功率为220W时，Tm:YAP晶体在最大发射功率为72W（1993nm），经过拟合得到的斜率效率为37.9%；Tm:YLF晶体最大的发射功率为50.2W（1909nm），经过拟合得到的斜率效率为26.6%[21]。2012年，南非的H.J.Strauss等人报道了一种使用体光栅作为全反腔镜，将波长将波长稳定在1890nm附近，实验结构如图1-3所示。实验选用LD激光器堆栈作为泵浦源，最大输出功率为300W，中心发射波长为792nm。工作物质选用Tm:YLF晶体（1.5×11×15.5mm），晶体内掺杂激活粒子（Tm3+）浓度为2.5at.%。得到了功率为50W的1890nm激光，经过拟合得到的斜率效率为37%[22]。2015年，朱国利报道了一种稳定的窄线宽，高功率输出Tm:YLF激光器。晶体掺杂浓度为3.5at.%，谐振腔内使用三块棒状Tm:YLF晶体，插入两个F-P图1-3LD阵列双程泵浦1890nmTm:YLF激光器图1-2二极管激光器端面泵浦板条状掺Tm3+晶体激光器
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光测距的方法及原理研究[J]. 王先俊. 冶金管理. 2020(03)
[2]信息化战争中光电对抗的地位和作用[J]. 朱正龙. 电脑知识与技术. 2019(06)
[3]2μm掺钬固体激光器研究进展[J]. 吴春婷,姜妍,戴通宇,张晚秋. 发光学报. 2018(11)
[4]全固态窄线宽的1.9μm Tm:YLF激光器研究[J]. 李颜新,郭露露,张寿俊,白芳,金光勇. 长春理工大学学报(自然科学版). 2018(05)
[5]1.89μm Tm:YLF激光器输出特性分析[J]. 丁宇,闫秀生. 光电技术应用. 2018(05)
[6]室温Tm:YLF板条激光器实验研究[J]. 安朝卫,关松. 光电技术应用. 2017(04)
[7]单LD双端泵浦Tm:YLF激光器研究[J]. 董航,刘景良,李玥,白芳,金光勇,陈薪羽. 长春理工大学学报(自然科学版). 2017(03)
[8]基于光纤激光器泵浦的高功率准连续Ho∶YLF激光器[J]. 孙峰,郑建奎. 光学与光电技术. 2016(05)
[9]Performance of a monolithic Tm:YLF micro laser[J]. 姚宝权,李贺,白爽,崔铮,李晓磊,段小明,申英杰,戴通宇. Chinese Optics Letters. 2016(06)
[10]2.1 μm Ho:LuAG ceramic laser intracavity pumped by a diode-pumped Tm:YAG laser[J]. 杨晓芳,黄海涛,沈德元,朱鹤元,唐定远. Chinese Optics Letters. 2014(12)
博士论文
[1]高功率Ho：YAG振荡器及泵浦的中长波红外固体激光器研究[D]. 钱传鹏.哈尔滨工业大学 2019
[2]高重频Ho:YAG激光器及其泵浦源Tm:YLF激光器的研究[D]. 朱国利.哈尔滨工业大学 2012
硕士论文
[1]1.94μmTm：YAP激光器及其带内泵浦Ho：YLF的实验研究[D]. 殷伟文.哈尔滨工业大学 2011
[2]激光二极管泵浦Tm：YLF激光器的实验研究[D]. 段小明.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：3391406
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
单个二极管激光器双端泵浦Tm:YLF激光器
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文4泵浦光功率为24W时，最高输出功率为7.4W，经过拟合得到的斜率效率为39.6%，对应的光光转换效率为30.7%[20]。2011年XiaojinCheng，JianqiuXu等人报道了使用Tm:YAP（12×8×1.5mm3）和Tm:YLF（12×6×1mm3）板条状晶体作为工作物质时激光器的输出性能。实验选用两个二极管激光器阵列作为泵浦源，双向泵浦晶体，如图1-2所示。晶体均为沿光轴a方向切割，Tm:YAP晶体内掺杂激活离子（Tm3+）的浓度为4.0at.%，Tm:YLF晶体内掺杂激活离子（Tm3+）的浓度为3.5at.%。泵浦光由一个平凹球面透镜和焦距为90mm的聚焦镜，聚焦进晶体。当注入晶体的泵浦光总功率为220W时，Tm:YAP晶体在最大发射功率为72W（1993nm），经过拟合得到的斜率效率为37.9%；Tm:YLF晶体最大的发射功率为50.2W（1909nm），经过拟合得到的斜率效率为26.6%[21]。2012年，南非的H.J.Strauss等人报道了一种使用体光栅作为全反腔镜，将波长将波长稳定在1890nm附近，实验结构如图1-3所示。实验选用LD激光器堆栈作为泵浦源，最大输出功率为300W，中心发射波长为792nm。工作物质选用Tm:YLF晶体（1.5×11×15.5mm），晶体内掺杂激活粒子（Tm3+）浓度为2.5at.%。得到了功率为50W的1890nm激光，经过拟合得到的斜率效率为37%[22]。2015年，朱国利报道了一种稳定的窄线宽，高功率输出Tm:YLF激光器。晶体掺杂浓度为3.5at.%，谐振腔内使用三块棒状Tm:YLF晶体，插入两个F-P图1-3LD阵列双程泵浦1890nmTm:YLF激光器图1-2二极管激光器端面泵浦板条状掺Tm3+晶体激光器
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文4泵浦光功率为24W时，最高输出功率为7.4W，经过拟合得到的斜率效率为39.6%，对应的光光转换效率为30.7%[20]。2011年XiaojinCheng，JianqiuXu等人报道了使用Tm:YAP（12×8×1.5mm3）和Tm:YLF（12×6×1mm3）板条状晶体作为工作物质时激光器的输出性能。实验选用两个二极管激光器阵列作为泵浦源，双向泵浦晶体，如图1-2所示。晶体均为沿光轴a方向切割，Tm:YAP晶体内掺杂激活离子（Tm3+）的浓度为4.0at.%，Tm:YLF晶体内掺杂激活离子（Tm3+）的浓度为3.5at.%。泵浦光由一个平凹球面透镜和焦距为90mm的聚焦镜，聚焦进晶体。当注入晶体的泵浦光总功率为220W时，Tm:YAP晶体在最大发射功率为72W（1993nm），经过拟合得到的斜率效率为37.9%；Tm:YLF晶体最大的发射功率为50.2W（1909nm），经过拟合得到的斜率效率为26.6%[21]。2012年，南非的H.J.Strauss等人报道了一种使用体光栅作为全反腔镜，将波长将波长稳定在1890nm附近，实验结构如图1-3所示。实验选用LD激光器堆栈作为泵浦源，最大输出功率为300W，中心发射波长为792nm。工作物质选用Tm:YLF晶体（1.5×11×15.5mm），晶体内掺杂激活粒子（Tm3+）浓度为2.5at.%。得到了功率为50W的1890nm激光，经过拟合得到的斜率效率为37%[22]。2015年，朱国利报道了一种稳定的窄线宽，高功率输出Tm:YLF激光器。晶体掺杂浓度为3.5at.%，谐振腔内使用三块棒状Tm:YLF晶体，插入两个F-P图1-3LD阵列双程泵浦1890nmTm:YLF激光器图1-2二极管激光器端面泵浦板条状掺Tm3+晶体激光器
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光测距的方法及原理研究[J]. 王先俊. 冶金管理. 2020(03)
[2]信息化战争中光电对抗的地位和作用[J]. 朱正龙. 电脑知识与技术. 2019(06)
[3]2μm掺钬固体激光器研究进展[J]. 吴春婷,姜妍,戴通宇,张晚秋. 发光学报. 2018(11)
[4]全固态窄线宽的1.9μm Tm:YLF激光器研究[J]. 李颜新,郭露露,张寿俊,白芳,金光勇. 长春理工大学学报(自然科学版). 2018(05)
[5]1.89μm Tm:YLF激光器输出特性分析[J]. 丁宇,闫秀生. 光电技术应用. 2018(05)
[6]室温Tm:YLF板条激光器实验研究[J]. 安朝卫,关松. 光电技术应用. 2017(04)
[7]单LD双端泵浦Tm:YLF激光器研究[J]. 董航,刘景良,李玥,白芳,金光勇,陈薪羽. 长春理工大学学报(自然科学版). 2017(03)
[8]基于光纤激光器泵浦的高功率准连续Ho∶YLF激光器[J]. 孙峰,郑建奎. 光学与光电技术. 2016(05)
[9]Performance of a monolithic Tm:YLF micro laser[J]. 姚宝权,李贺,白爽,崔铮,李晓磊,段小明,申英杰,戴通宇. Chinese Optics Letters. 2016(06)
[10]2.1 μm Ho:LuAG ceramic laser intracavity pumped by a diode-pumped Tm:YAG laser[J]. 杨晓芳,黄海涛,沈德元,朱鹤元,唐定远. Chinese Optics Letters. 2014(12)
博士论文
[1]高功率Ho：YAG振荡器及泵浦的中长波红外固体激光器研究[D]. 钱传鹏.哈尔滨工业大学 2019
[2]高重频Ho:YAG激光器及其泵浦源Tm:YLF激光器的研究[D]. 朱国利.哈尔滨工业大学 2012
硕士论文
[1]1.94μmTm：YAP激光器及其带内泵浦Ho：YLF的实验研究[D]. 殷伟文.哈尔滨工业大学 2011
[2]激光二极管泵浦Tm：YLF激光器的实验研究[D]. 段小明.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：3391406
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