全固态1.06um皮秒自锁模激光器的特性研究

发布时间：2017-06-08 16:16

  本文关键词：全固态1.06um皮秒自锁模激光器的特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：二极管泵浦的全固态超短脉冲激光器能够输出高峰值功率、窄脉宽、高光束质量的激光脉冲,以其高效率、高稳定性的优良特性,广泛应用在工业、军事、医疗和科研等重要领域。全固态自锁模皮秒激光器是一种特殊形式的短脉冲激光器,激光器谐振腔内不需要外加的锁模元件,可实现小型化运转,并且成本低廉、腔型简洁。本论文旨在对LD泵浦的短腔1.06um自锁模皮秒激光器进行研究,主要内容包括以下几个方面：(1)对自锁模激光器进行理论研究,实验设计了多个短直腔自锁模激光器,研究了软光阑自锁模激光器中的锁模的主要限制条件,进行基础实验研究,确定短腔自锁模激光器参数。(2)设计了一种有效的Nd:YVO4自锁模皮秒激光器,输出镜对1.06um透过率T=10%。谐振腔为凹平直腔,泵浦光斑半径为150um,选用a-cut掺杂浓度0.2%的Nd:YVO4晶体,两端镀有1.06um高透膜,尺寸为3×3×10 mm,入射泵浦功率超过6W时,输出2.6W,获得稳定的连续锁模输出,脉冲重复频率为1.34GHz,宽度在ps量级,中心波长为1064nm,自锁模激光器斜效率高达52.1%。(3)进行Nd:YVO4自锁模皮秒激光器输出特性的研究。选用a-cut 0.2%掺杂的Nd:YVO4晶体,两端切有1°角,尺寸为3×3×10mm。观察并分析了自锁模皮秒激光器准周期锁模、倍周期锁模与混沌锁模运转状态。对激光器进行优化设计,对比研究了对1064nm透过率分别为10%、20%、30%和50%的四种输出镜下激光器的输出特性。(4)进行高重复频率Nd:YAG自锁模激光器的实验研究。实验所用谐振腔运转于稳区的边缘,凹平腔型,输入镜曲率半径为50mm,腔长取46mm,输出镜对1.06um波长的透过率为10%,正常泵浦时,腔内有较高的功率密度。入射泵浦光功率超过3W时,激光器开始出现自锁模运转,重复频率为2.55GHz,输出中心波长为1064nm的脉冲激光光束。15W泵浦时,优化激光器腔长,该激光器维持锁模运转输出功率最高可达6.71W,激光器斜效率为45%。
【关键词】：自锁模 Nd:YVO_4 Nd:YAG 克尔效应 输出特性
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN248
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 序言9-12
• 1 引言12-19
• 1.1 LD泵浦的全固态激光器的发展概况12-13
• 1.2 锁模激光器简介13-15
• 1.3 全固态自锁模激光器的发展15-18
• 1.4 本论文的主要工作18-19
• 2 自锁模激光器理论研究19-29
• 2.1 锁模脉冲产生机理19-21
• 2.2 克尔透镜锁模概述21-25
• 2.3 克尔透镜锁模特性分析25-29
• 3 短腔自锁模皮秒激光器最佳锁模条件探究29-45
• 3.1 实验设计依据29-30
• 3.2 激光晶体30-31
• 3.3 实验装置31-32
• 3.4 实验验证步骤与结果分析32-43
• 3.4.1 凹平腔型33-40
• 3.4.2 平凹腔型40-42
• 3.4.3 双凹腔型42-43
• 3.5 小结43-45
• 4 Nd：YVO_4自锁模皮秒激光器输出特性研究45-51
• 4.1 实验设计依据45-46
• 4.2 实验装置46-47
• 4.3 实验结果分析与讨论47-50
• 4.4 小结50-51
• 5 高重复频率高效率Nd：YAG自锁模皮秒激光器51-58
• 5.1 实验设计依据51-52
• 5.2 实验装置52-53
• 5.3 实验结果分析53-57
• 5.4 小结57-58
• 6 总结58-60
• 参考文献60-64
• 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果64-66
• 学位论文数据集66

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本文编号：433069