激光二极管泵浦的Tm:（Lu,Sc） 2 O 3 倍半氧化物陶瓷激光器研究

发布时间：2024-10-24 19:38

　　透明陶瓷材料是一种新兴的激光器的增益介质,它的光学性能优异,可以和传统的单晶材料相比媲美,并且在物理性质和制备方面更具有得天独厚的优势。而Tm:（Lu,Sc）₂O₃混合立方倍半氧化物作为众多陶瓷材料中的一种,可以产生2μm的激光,这个波段的激光器的具有很好的安全性,并且应用广泛,十分具有研究前景。本文主要对Tm:（Lu,Sc）₂O₃混合立方倍半氧化物的性质和激光器进行了一些实验研究。首先,通过分析比较传统单晶和新型透明陶瓷之间的发展现状,比较了不同介质的激光器的性能,进行了简要分析。其次,从理论方面分析了一些固体激光器的理论知识,对实验的泵浦源进行了选取,使用793nm的LD作为泵浦源,使用了10/90刀口法对泵浦光的光斑半径进行了测量,得到的半径为430μm。并且讨论了在透明陶瓷材料中的能级分裂现象,通过对Tm³⁺离子的能级结构的分析建立了相应的速率方程。再者,并且详细分析了Tm:（Lu,Sc）₂O₃倍半氧化物的光学特点,并且同传统的...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 国内外2μm激光器的发展状况
        1.2.1 YAG晶体
        1.2.2 YAP晶体
        1.2.3 YLF晶体
    1.3 透明陶瓷材料
    1.4 本文的主要研究内容
第2章 固体激光器以及相关理论
    2.1 泵浦源及泵浦方式
    2.2 斯塔克效应和斯塔克能级
    2.3 晶体场理论
    2.4 掺杂的Tm³⁺离子能级结构
    2.5 激光器的速率方程模型
    2.6 本章小结
第3章 激光透明陶瓷材料及Tm:(Lu,Sc)₂O3

    3.1 激光工作物质的特点
    3.2 透明陶瓷与传统晶体的比较
    3.3 Tm:(Lu,Sc)₂O₃ 透明陶瓷材料介绍
        3.3.1 Tm:(Lu,Sc)₂O₃ 透明陶瓷物理性质
        3.3.2 Tm:(Lu,Sc)₂O₃ 透明陶瓷的制备
        3.3.3 Tm:(Lu,Sc)₂O₃ 透明陶瓷的光谱分析
    3.4 本章小结
第4章 Tm:(Lu,Sc)₂O₃ 激光器的理论分析与实验研究
    4.1 晶体的温度梯度分布的数值模拟
    4.2 晶体热效应理论
        4.2.1 晶体热焦距的测量
        4.2.2 晶体热焦距的仿真
    4.3 泵浦量子效率计算
    4.4 不同条件对于激光性能的影响
        4.4.1 晶体长度对输出功率的影响
        4.4.2 泵浦光的光腰位置对输出功率的影响
        4.4.3 泵浦光的聚焦光斑大小对输出功率的影响
        4.4.4 输出镜透过率对输出功率的影响
    4.5 自由振荡的2.09μm的Tm:(Lu,Sc)₂O₃ 激光器
        4.5.1 实验装置
        4.5.2 实验结果
    4.6 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：4008151

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