端面泵浦Nd:YAG脉冲激光器输出特性与热效应研究
发布时间：2021-11-18 08:12
近年来,随着激光二极管（LD）泵浦的全固态激光器（DPSSL）的发展,DPSSL由于拥有效率高、体积小、重量轻、稳定性高等优秀性能,被广泛应用于军事、科研、机械加工等领域。本文对LD端面泵浦Nd:YAG激光器输出特性及热效应进行了研究,希望对LD端面泵浦DPSSL的工作作出一定贡献。首先,对Nd:YAG激光晶体的特性进行研究,分析该晶体作为增益介质的优势,理论分析了晶体的能级结构,说明选用808nm波段作为泵浦光的原因。结合泵浦光的吸收情况探索了晶体内温度场分布以及由于温度分布不均匀导致的晶体热透镜效应。其次,根据掺Nd3+激光系统四能级速率方程,计算了激光器输出特性随输出镜透过率、泵浦光斑尺寸等因素的变化。设计了适合LD单管自由空间泵浦的耦合系统并结合热透镜效应共同设计了最优谐振腔,最终实验验证上述研究结果。使用0.4at.%的Nd:YAG晶体在9.03W的泵浦功率下,得到了最大输出功率4.97W的激光输出,斜效率为73.5%,光光转换效率为55%。再次,使用二极管叠阵（LDAs）作为泵浦源,设计了适合LDAs的两种耦合系统,并通过实验获得了脉冲泵浦激光器的输出...
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
常见金属对于不同波长的吸收比例
第 1 章 绪论DPSSL 由于效率高、体积小、重量轻、稳定性高等优秀性能在军事、科研、等领域应用广泛，是当前的研究热点之一[1-6]。本章首先从应用角度介绍了本目的和意义，同时介绍 DPSSL 的研究背景、关键技术研究现状，并简要介主要内容。 本文研究目的和意义DPSSL 是目前应用最广泛的激光器件之一，主要应用如下：1）激光加工[7-8]。在工业领域中，激光加工的主要应用方式为焊接、切割、相比于其他波段，金属对 1μm 波段吸收率高，如图 1.1 所示[9]。而且 1μm 波激光器研究更加成熟，晶体适应能力更强。因此目前现有的大多数激光加工大功率激光器均为 1μm 波段的全固态激光器。图 1.2 为正在对金属进行激光片。
DPSSL 是目前应用最广泛的激光器件之一，主要应用如下：1）激光加工[7-8]。在工业领域中，激光加工的主要应用方式为焊接、切割、修相比于其他波段，金属对 1μm 波段吸收率高，如图 1.1 所示[9]。而且 1μm 波段激光器研究更加成熟，晶体适应能力更强。因此目前现有的大多数激光加工所大功率激光器均为 1μm 波段的全固态激光器。图 1.2 为正在对金属进行激光加片。图 1.1 常见金属对于不同波长的吸收比例 图 1.2 激光加工
【参考文献】：
期刊论文
[1]多波长半导体激光阵列端泵Nd∶YAG脉冲激光器[J]. 彭超,刘学胜,司汉英,董剑,曹明真,刘友强,王智勇. 发光学报. 2018(02)
[2]1.57 MW peak power pulses generated by a diode-pumped Q-switched Nd:LuAG ceramic laser[J]. 马剑,陆婷婷,朱小磊,姜本学,张攀德,陈卫标. Chinese Optics Letters. 2017(12)
[3]65mJ室温Fe2+:ZnSe中红外激光器[J]. 孔心怡,柯常军,胡呈峰,朱江峰,吴天昊,杭寅. 中国激光. 2018(01)
[4]微脉冲激光雷达反演气溶胶的水平分布[J]. 鲁先洋,李学彬,秦武斌,崔生成,刘庆,徐青山. 光学精密工程. 2017(07)
[5]弱激光医学应用新进展[J]. 刘承宜,朱玲,张全光. 中国激光医学杂志. 2016(05)
[6]激光医学的最新进展[J]. 李康英. 中国激光医学杂志. 2016(05)
[7]激光超声复合切削硬质合金的刀具磨损及其对工件表面质量的影响[J]. 张昌娟,焦锋,赵波,牛赢. 光学精密工程. 2016(06)
[8]三波长激光雷达探测卷云有效激光雷达比[J]. 季承荔,陶宗明,胡顺星,张学海,刘东,王珍珠,钟志庆,谢晨波,苑克娥,曹开法,黄见,王英俭. 中国激光. 2016(08)
[9]激光加工技术的应用现状与未来发展[J]. 杨立军. 金属加工(热加工). 2016(04)
[10]在用激光类医疗器械现状调研与分析[J]. 韩溟,张芹,窦维波. 中国医疗设备. 2015(10)
博士论文
[1]紧凑型高效能固体激光器关键技术研究[D]. 屈鹏飞.西安电子科技大学 2017
硕士论文
[1]Nd3+掺杂浓度对LD泵浦Nd：YAG脉冲激光器输出特性影响的研究[D]. 王迪.长春理工大学 2011
[2]泵浦光对二极管泵浦固体激光器转换效率的影响[D]. 靳文龙.西安电子科技大学 2011
本文编号：3502538
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
常见金属对于不同波长的吸收比例
第 1 章 绪论DPSSL 由于效率高、体积小、重量轻、稳定性高等优秀性能在军事、科研、等领域应用广泛，是当前的研究热点之一[1-6]。本章首先从应用角度介绍了本目的和意义，同时介绍 DPSSL 的研究背景、关键技术研究现状，并简要介主要内容。 本文研究目的和意义DPSSL 是目前应用最广泛的激光器件之一，主要应用如下：1）激光加工[7-8]。在工业领域中，激光加工的主要应用方式为焊接、切割、相比于其他波段，金属对 1μm 波段吸收率高，如图 1.1 所示[9]。而且 1μm 波激光器研究更加成熟，晶体适应能力更强。因此目前现有的大多数激光加工大功率激光器均为 1μm 波段的全固态激光器。图 1.2 为正在对金属进行激光片。
DPSSL 是目前应用最广泛的激光器件之一，主要应用如下：1）激光加工[7-8]。在工业领域中，激光加工的主要应用方式为焊接、切割、修相比于其他波段，金属对 1μm 波段吸收率高，如图 1.1 所示[9]。而且 1μm 波段激光器研究更加成熟，晶体适应能力更强。因此目前现有的大多数激光加工所大功率激光器均为 1μm 波段的全固态激光器。图 1.2 为正在对金属进行激光加片。图 1.1 常见金属对于不同波长的吸收比例 图 1.2 激光加工
【参考文献】：
期刊论文
[1]多波长半导体激光阵列端泵Nd∶YAG脉冲激光器[J]. 彭超,刘学胜,司汉英,董剑,曹明真,刘友强,王智勇. 发光学报. 2018(02)
[2]1.57 MW peak power pulses generated by a diode-pumped Q-switched Nd:LuAG ceramic laser[J]. 马剑,陆婷婷,朱小磊,姜本学,张攀德,陈卫标. Chinese Optics Letters. 2017(12)
[3]65mJ室温Fe2+:ZnSe中红外激光器[J]. 孔心怡,柯常军,胡呈峰,朱江峰,吴天昊,杭寅. 中国激光. 2018(01)
[4]微脉冲激光雷达反演气溶胶的水平分布[J]. 鲁先洋,李学彬,秦武斌,崔生成,刘庆,徐青山. 光学精密工程. 2017(07)
[5]弱激光医学应用新进展[J]. 刘承宜,朱玲,张全光. 中国激光医学杂志. 2016(05)
[6]激光医学的最新进展[J]. 李康英. 中国激光医学杂志. 2016(05)
[7]激光超声复合切削硬质合金的刀具磨损及其对工件表面质量的影响[J]. 张昌娟,焦锋,赵波,牛赢. 光学精密工程. 2016(06)
[8]三波长激光雷达探测卷云有效激光雷达比[J]. 季承荔,陶宗明,胡顺星,张学海,刘东,王珍珠,钟志庆,谢晨波,苑克娥,曹开法,黄见,王英俭. 中国激光. 2016(08)
[9]激光加工技术的应用现状与未来发展[J]. 杨立军. 金属加工(热加工). 2016(04)
[10]在用激光类医疗器械现状调研与分析[J]. 韩溟,张芹,窦维波. 中国医疗设备. 2015(10)
博士论文
[1]紧凑型高效能固体激光器关键技术研究[D]. 屈鹏飞.西安电子科技大学 2017
硕士论文
[1]Nd3+掺杂浓度对LD泵浦Nd：YAG脉冲激光器输出特性影响的研究[D]. 王迪.长春理工大学 2011
[2]泵浦光对二极管泵浦固体激光器转换效率的影响[D]. 靳文龙.西安电子科技大学 2011
本文编号：3502538
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