2μm人眼安全波段太阳光抽运激光器的理论研究

发布时间：2023-02-19 09:59

　　太阳光直接抽运激光器在空间光通信、遥感等领域有着重要的潜在应用,但是一直以来人们对太阳光抽运激光器的研究局限于以掺Nd3+粒子为增益介质的1μm波段.通过对现有固体激光工作物质的吸收谱进行分析,发现掺Tm³⁺离子在太阳辐射较强的可见光波段具有强的吸收峰,使2μm人眼安全波段实现太阳光直接抽运激光输出成为可能.本文对Tm:YAG和Tm:YAP两种常见晶体的吸收谱与太阳光谱匹配度进行了分析计算,得出两种材料用于太阳光抽运激光器的阈值抽运功率密度分别为1.14和1.434 kW/cm³.选择与抽运阈值功率密度低的Tm:YAG晶体作为增益介质,使用TracePro软件建立太阳光抽运激光器的二级抽运模型,并对模型进行优化,得到了锥形腔窗口与菲涅耳透镜的最佳距离、晶体棒的最佳长度以及锥形腔最佳锥度.本文的工作为实现太阳光直接抽运2μm激光输出做了理论上的准备.

【文章页数】：9 页

【文章目录】：
1 引言
2 Tm:YAG/Tm:YAP的太阳光谱匹配度与抽运阈值计算
    2.1 太阳光谱模型与晶体光谱匹配度计算
    2.2 激光增益介质的阈值抽运功率密度计算
        2.2.1 掺Tm3+激光器速率方程理论
        2.2.2 掺Tm3+太阳光抽运激光器阈值计算及数值分析
3 基于Tracepro软件的系统模型建立与结构优化
    3.1 锥形腔窗口位置选择与优化
    3.2 晶体棒长度优化
    3.3 锥形腔锥度优化
4 结论



本文编号：3746011