2μm人眼安全双频固体激光器的研究

发布时间：2017-08-05 05:07

  本文关键词：2μm人眼安全双频固体激光器的研究

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【摘要】：光载微波激光雷达是利用在光学频率上相差极微的两个频率的光波作为探测光束的一种新型激光雷达,它兼备普通激光雷达和传统微波雷达的优点,具有很好的应用和发展前景。半导体激光二极管泵浦的频差可调双频固体激光器具有结构简单、大功率输出,且可以实现频差大范围连续调谐等优势,所以它成为光载微波雷达系统中的理想光载微波源。本论文提出研制人眼安全2μm波段双频固体激光器。本论文所进行的主要研究内容包括:围绕2μm双频激光产生的关键技术问题,调研了2μm固体激光器和频差可调双频固体激光器的发展现状和应用。从激光原理出发,分析并比较了多种选单频方法的技术特点,详细讨论了不同激光频率分裂技术的特点,此基础上提出利用F-P标准具和耦合腔两种方法进行选模,双λ/4波片产生激光频率分裂的LD泵浦双频固体激光器的设计方案。完成了LD泵浦2μm双频固体激光器的整体设计。计算并确定了激光器系统的各个参数,包括谐振腔的腔长,增益介质的尺寸,耦合输出镜曲率等参数。利用LASCAD仿真软件分析对理论设计的单频Tm:YAP激光器进行了性能仿真和参数优化。采用FEA的算法对仿真激光器系统进行了建模分析,比较了谐振腔内不同位置处的泵浦光和振荡激光的模式分布,仿真了单频激光器的吸收效率。
【关键词】：双频固体激光器 频率分裂 2μm人眼安全
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN248.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-28
• 1.1 研究目的与意义9-10
• 1.2 2μm激光器的研究进展10-13
• 1.3 双频固体激光器的研究进展13-26
• 1.4 本论文研究内容26-27
• 1.5 本章小结27-28
• 第2章 双频激光的理论研究28-45
• 2.1 实现单频输出的原理和方法28-34
• 2.1.1 激光的模式28-29
• 2.1.2 单模选择的原理和方法29-34
• 2.2 激光频率分裂的原理与方法34-43
• 2.2.1 激光频率分裂的原理34-35
• 2.2.2 激光频率分裂的方法35-43
• 2.3 比较与分析43-44
• 2.4 本章小结44-45
• 第3章 双频激光器的设计45-56
• 3.1 泵浦光学系统的设计45-46
• 3.2 增益介质的设计46-47
• 3.2.1 晶体种类的选择46
• 3.2.2 晶体具体参数确定46-47
• 3.3 谐振腔结构的设计47-55
• 3.3.1 腔型的选择47-49
• 3.3.2 输出镜曲率半径的确定49-51
• 3.3.3 耦合复合腔结构51-55
• 3.4 实验总体设计55
• 3.5 本章小结55-56
• 第4章 激光器系统仿真56-65
• 4.1 仿真系统的搭建与参数设置56-57
• 4.2 晶体内部温度分布仿真分析57-58
• 4.3 泵浦光空间模式分布58-62
• 4.4 激光器效率和输出功率的仿真分析62-64
• 4.5 本章小结64-65
• 第5章 双频激光器的实验研究65-78
• 5.1 实验光路的搭建65-71
• 5.1.1 实验系统简介65-68
• 5.1.2 高精度F-P频率扫描分析仪68-69
• 5.1.3 LD泵浦源的基本参数测量69-71
• 5.2 单频输出的实现71-75
• 5.2.1 单频激光的产生与输出模式分析71-74
• 5.2.2 单频激光输出效率测量74-75
• 5.3 双频激光输出的实现75-77
• 5.3.1 双频激光输出与模式分析75-76
• 5.3.2 双频激光器的输出效率测量76-77
• 5.4 本章小结77-78
• 总结78-80
• 参考文献80-86
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单86-87
• 致谢87

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本文编号：623251