激光晶体热透镜效应对谐振腔动力稳定区影响研究
发布时间：2021-10-04 22:33
固体激光器因其输出能量大、峰值功率高、结构紧凑耐用、激光晶体材料种类繁多等特点,在激光测距、大气检测、电子器件微加工等范畴具有相当广泛的研究前景。但因为产生了热透镜效应,对应工作物质内的基模模体积随热焦距变化,极大影响了固体激光器工作性能的稳定,进而使其工作范畴受到影响。为了降低晶体内基模模体积对热透镜焦距变化的灵敏性,应使激光器尽可能工作于动力稳定区的中央。由于谐振腔动力稳定区范围通常由屈光力界定,因此,晶体的热透镜效应对动力稳定区域具有很大作用,对于谐振腔动力稳定区的研究和讨论也是十分必要的。本论文通过对实验与理论的分析对比得到热透镜效应对谐振腔动力稳定区影响,为固体激光器热透镜效应的理论完善和实验研究提供依据。论文主要内容分为两部分:基于抽运不均匀度因子对热透镜效应引起球差的影响研究;基于激光晶体热透镜效应对谐振腔动力稳定区的影响研究。为了研究热透镜效应产生球差的主要影响因素,本文基于热传导方程,建立抽运不均匀度因子对球差因子影响的理论模型,得到:抽运不均匀度因子是影响热透镜球差大小和符号变化的决定性因素之一。通过对Zernike多项式的拟合对其对应球差项理论分析,建立球差项、抽...
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
用于热透镜测量的实验装置
第1章绪论3下光束质量变化的实际情况[21]。如图1.3实验通过对LD端面抽运掺钕钒酸钇激光器的相关波前信息进行重构。通过对比波前信息的反演和理论分析的结果，证明光束质量在受热透镜焦距和球差的共同影响。图1.3用于热透镜测量的实验装置1.2.2热透镜效应引起的球差的研究现状2005年，法国原子能委员会的相关研究人员以横向泵浦，高功率Nd:YAG激光器为例解释了增益介质物理性质的热依赖性的重要性，例如热导率，dn/dT等对球面像差以及热透镜效应的改变。实验还证明了谐振器的选择可以影响球面像差量这一重要结论[22]。图1.4一种带有附透镜的特殊谐振腔原理示意图2008年，刘崇、ThomasRiesbeck等人通过实验得到如下结论，取Δ1=302.5mm、d2=370mm，假设泵浦的不均匀性显著地改变了球面像差，如果泵浦曲线几乎是抛物线形的，其在晶体的中心显示出更高的增益并且更适合输出，晶体长度对振荡光斑大小改变的影响实验如图1.4所示。假设泵浦曲线是均匀的，粗略估计出系统的球差约为1.7λ[23]。2010年以色列索雷克核研究中心应用物理学部的YaakovLumer,InonMoshe,StevenJackel等人使用带有0.3λ平衡球面像差的谐振腔，实验装置如图1.5所示。实验输出TEM11模，并给出了谐振器动力稳定区和热透镜效应的关系图[24]。在480W
基于双棒串接实现稳
【参考文献】：
期刊论文
[1]4.1μm高功率中红外内腔光参量振荡器[J]. 王宇恒,刘贺言,王泽宇,刘洪志,郑浩,于永吉,金光勇. 光子学报. 2019(08)
[2]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)
[3]数值模拟抽运分布对端泵激光器晶体热透镜球差的影响[J]. 姚强强,王启晗,冯池,陈思,金光勇,董渊. 物理学报. 2018(17)
[4]基于LD双端面泵浦的Nd∶YAG高效率倍频激光器[J]. 范嗣强,李麒麟,路永乐. 发光学报. 2018(06)
[5]热透镜焦距和球差影响光束质量的分析模型[J]. 王启晗,姚强强,冯驰,陈薪羽,董渊. 激光与光电子学进展. 2018(08)
[6]无水冷LD侧面泵浦Nd∶YAG固体激光放大器[J]. 曹明真,刘学胜,徐爱东,董剑,刘友强,何欢,王智勇. 光子学报. 2018(05)
[7]基于哈德曼-夏克传感器测量眼镜片像差的方法[J]. 朱天凤,陈家璧,朱岚,项华中,魏叶飞. 光学技术. 2016(01)
[8]热透镜效应补偿的高功率Nd:YAG激光器的优化设计[J]. 吴羽,龙晓莉,焦中兴,何广源,张倩. 激光技术. 2015(03)
[9]固体激光器热透镜效应的调控[J]. 何广源,郭靖,焦中兴,王彪. 物理学报. 2012(09)
[10]50W量级双端抽运Nd∶YVO4基模固体激光振荡器[J]. 赵智刚,董延涛,潘孙强,刘崇,项震,陈军. 中国激光. 2011(09)
博士论文
[1]高亮度高增益全固态皮秒激光放大技术研究[D]. 王春华.浙江大学 2016
[2]高功率端面泵浦基模固体激光器及光纤相位共轭镜改善光束质量研究[D]. 赵智刚.浙江大学 2011
本文编号：3418462
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
用于热透镜测量的实验装置
第1章绪论3下光束质量变化的实际情况[21]。如图1.3实验通过对LD端面抽运掺钕钒酸钇激光器的相关波前信息进行重构。通过对比波前信息的反演和理论分析的结果，证明光束质量在受热透镜焦距和球差的共同影响。图1.3用于热透镜测量的实验装置1.2.2热透镜效应引起的球差的研究现状2005年，法国原子能委员会的相关研究人员以横向泵浦，高功率Nd:YAG激光器为例解释了增益介质物理性质的热依赖性的重要性，例如热导率，dn/dT等对球面像差以及热透镜效应的改变。实验还证明了谐振器的选择可以影响球面像差量这一重要结论[22]。图1.4一种带有附透镜的特殊谐振腔原理示意图2008年，刘崇、ThomasRiesbeck等人通过实验得到如下结论，取Δ1=302.5mm、d2=370mm，假设泵浦的不均匀性显著地改变了球面像差，如果泵浦曲线几乎是抛物线形的，其在晶体的中心显示出更高的增益并且更适合输出，晶体长度对振荡光斑大小改变的影响实验如图1.4所示。假设泵浦曲线是均匀的，粗略估计出系统的球差约为1.7λ[23]。2010年以色列索雷克核研究中心应用物理学部的YaakovLumer,InonMoshe,StevenJackel等人使用带有0.3λ平衡球面像差的谐振腔，实验装置如图1.5所示。实验输出TEM11模，并给出了谐振器动力稳定区和热透镜效应的关系图[24]。在480W
基于双棒串接实现稳
【参考文献】：
期刊论文
[1]4.1μm高功率中红外内腔光参量振荡器[J]. 王宇恒,刘贺言,王泽宇,刘洪志,郑浩,于永吉,金光勇. 光子学报. 2019(08)
[2]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)
[3]数值模拟抽运分布对端泵激光器晶体热透镜球差的影响[J]. 姚强强,王启晗,冯池,陈思,金光勇,董渊. 物理学报. 2018(17)
[4]基于LD双端面泵浦的Nd∶YAG高效率倍频激光器[J]. 范嗣强,李麒麟,路永乐. 发光学报. 2018(06)
[5]热透镜焦距和球差影响光束质量的分析模型[J]. 王启晗,姚强强,冯驰,陈薪羽,董渊. 激光与光电子学进展. 2018(08)
[6]无水冷LD侧面泵浦Nd∶YAG固体激光放大器[J]. 曹明真,刘学胜,徐爱东,董剑,刘友强,何欢,王智勇. 光子学报. 2018(05)
[7]基于哈德曼-夏克传感器测量眼镜片像差的方法[J]. 朱天凤,陈家璧,朱岚,项华中,魏叶飞. 光学技术. 2016(01)
[8]热透镜效应补偿的高功率Nd:YAG激光器的优化设计[J]. 吴羽,龙晓莉,焦中兴,何广源,张倩. 激光技术. 2015(03)
[9]固体激光器热透镜效应的调控[J]. 何广源,郭靖,焦中兴,王彪. 物理学报. 2012(09)
[10]50W量级双端抽运Nd∶YVO4基模固体激光振荡器[J]. 赵智刚,董延涛,潘孙强,刘崇,项震,陈军. 中国激光. 2011(09)
博士论文
[1]高亮度高增益全固态皮秒激光放大技术研究[D]. 王春华.浙江大学 2016
[2]高功率端面泵浦基模固体激光器及光纤相位共轭镜改善光束质量研究[D]. 赵智刚.浙江大学 2011
本文编号：3418462
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