1.9μm激光器端面泵浦Ho:YAG晶体热效应研究

发布时间：2017-09-04 06:27

  本文关键词：1.9μm激光器端面泵浦Ho:YAG晶体热效应研究

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【摘要】：Ho:YAG晶体是产生高性能2μm激光的首选晶体之一,高功率Ho:YAG激光器是研究的热点之一。高功率运转时产生的热效应,会使Ho:YAG激光器输出的光束质量变差。但关于Ho:YAG的热分析却鲜有报道,因此为掌握Ho:YAG激光器内温度及热效应的变化规律,促进大功率、高效的Ho:YAG激光器的发展,本文的研究是十分必要的。理论方面,首先根据Ho:YAG晶体的物理、机械及光谱特性,对1.9μm激光器端面泵浦Ho:YAG晶体建立热模型、初始条件、边界条件。再通过Ho:YAG晶体的热传导方程,用matlab对Ho:YAG晶体内热功率密度的变化进行模拟,得到Ho:YAG晶体内热功率密度的变化规律,为未来Ho激光器的设计与实验提供理论指导。使用COMSOL软件对Ho:YAG晶体内温度分布进行模拟,并用matlab理论上模拟热焦距值。实验方面,在对比了几种热焦距测量方式的基础上,开展了光束质量反推Ho:YAG晶体热焦距的实验研究。依据实验室现有条件,我们搭建了1.9μm激光器端面泵浦Ho:YAG晶体的实验台,测量光束质量和发散角,反推出在泵浦功率1W时Ho:YAG晶体的热焦距为155mm,由此可见高功率Ho:YAG激光器的热效应不容忽视。
【关键词】：1.9μm Ho:YAG激光器 热效应 模拟
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN248
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 第一章 绪论7-18
• 1.1 引言7
• 1.2 国内外Ho激光器研究现状7-13
• 1.2.1 国外Ho激光器研究现状7-11
• 1.2.2 国内Ho激光器研究现状11-13
• 1.3 国内外对端面泵浦激光器激光介质热效应的研究现状13-17
• 1.4 本论文的主要研究内容17-18
• 第二章 1.9μm激光器端面泵浦Ho:YAG晶体热功率密度变化模拟分析18-29
• 2.1 Ho:YAG激光器的运转机制18
• 2.2 1.9μm激光器单端泵浦Ho:YAG晶体模型建立与求解18-20
• 2.3 1.9μm激光器单端泵浦Ho:YAG晶体热功率变化模拟分析20-24
• 2.4 1.9μm激光器双端泵浦Ho:YAG晶体模型建立24-25
• 2.5 1.9μm激光器双端泵浦Ho:YAG晶体热功率变化模拟分析25-29
• 第三章 1.9μm激光器端面泵浦Ho:YAG晶体热焦距的模拟29-39
• 3.1 激光器端面泵浦Ho:YAG晶体温度分布的模拟29-33
• 3.2 Ho:YAG晶体热焦距的模拟33-34
• 3.3 Ho:YAG热焦距对激光器谐振腔设计的影响34-36
• 3.4 腔外耦合系统设计36-39
• 第四章 1.9μm激光器端面泵浦Ho:YAG晶体热焦距的实验验证39-48
• 4.1 激光晶体热焦距测量方法39-43
• 4.1.1 He-Ne法39
• 4.1.2 临界腔法39-41
• 4.1.3 光束质量反推法41-43
• 4.2 激光器端面泵浦Ho:YAG晶体热焦距的实验台搭建43-46
• 4.3 小节46-48
• 第五章 结论48-49
• 致谢49-50
• 参考文献50-51

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本文编号：789884