镱离子掺杂LuAG、CLGA和CGA晶体飞秒激光特性研究

发布时间：2024-03-08 00:38

　　超短脉冲激光的持续创新发展和应用,是当前激光技术乃至现代科学技术中的一个非常重要的前沿领域。继钛宝石飞秒激光器的成熟发展及广泛应用之后,激光二极管直接泵浦的全固态掺镱激光器因具有体积小、成本低、效率高、增益谱线宽等优势,有望在近红外波段取代钛宝石激光器。本论文主要以几种掺镱激光晶体 Yb:Lu3Al5O12(Yb:LuAG)、Yb:CaLuxGd1-xAlO4(Yb:CLGA)和Yb:CaGdAlO4(Yb:CGA)作为研究对象,分别利用半导体可饱和吸收镜、二维材料可饱和吸收体、以及克尔效应等方式来实现启动和稳定锁模,系统研究了这些掺镱晶体的飞秒脉冲激光输出特性,致力于实现具有更高功率、更窄脉宽和更高稳定性的飞秒脉冲激光输出。本论文主要研究内容如下:第一章介绍了全固态飞秒激光器的发展、特别是激光二极管泵浦的全固态掺镱飞秒激光器的发展现状,对掺镱晶体的种类及激光特性进行了归纳总结,指出本论文的研究内容及意义。同时对本论文涉及的激光晶体及可饱和吸收体的超快特性及研究现状进行了详细介绍和总结。第二章详细阐述了全固态飞秒激光器中克尔透镜锁模原理。针对飞秒激光器中不可忽视的色散问题,详细介绍了晶...

【文章页数】：130 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－２?Ｙｂ：ＬｕＡＧ和Ｙｂ：ＹＡＧ热导系数随掺杂浓度的变化??

激光器增益介质的优良选择。在Ｙｂ：ＬｕＡＧ中，Ｙｂ３＋取代Ｌｕ３＋格位实现掺杂。由??于Ｌｕ３＋?（１７５ｇ／ｍｏｌ）与Ｙｂ３＋?（１７３ｇ／ｍｏｌ）具有相近的原子质量，因此高Ｙｂ３＋掺??杂时Ｙｂ：ＬｕＡＧ热导性几乎不变。图１－２为Ｙｂ：ＹＡＧ和Ｙｂ：ＬｕＡＧ晶体的热导性随??....

图１?－３?ＡＢＣ〇４构型晶体结构??

?２０１４?［７４］??Ｙｂ：ＣａＧｄＡ１０４?（Ｙｂ：ＣＧＡ）为铝酸盐，四方晶系，属ＡＢＣ〇４构型晶体（图１－??３），其中Ａ为Ｃａ２＋或Ｓｆ＋，用于补偿化合价；Ｂ为Ｙ３＋或者稀土离子；Ｃ为Ａｌ３＋??或０＃离子［６８，７５］。丫＾０八晶体中仅有两个阳离子的配位点：一个是八１３....

图１－４?ＳＥＳＡＭ的饱和吸收过程??ＳＥＳＡＭ的主要参数有：波长、饱和通量、调制深度、非饱和损耗（图１－５）??

Ｄｅｎｓｉｔｙ?ｏｆ?ｓｔａｔｅｓ?Ｄ??图１－４?ＳＥＳＡＭ的饱和吸收过程??ＳＥＳＡＭ的主要参数有：波长、饱和通量、调制深度、非饱和损耗（图１－５）??［８９，９０］。由锁模理论知锁模脉冲宽度与调制深度成反比。因此，大的调制深度可??以获得更短的脉冲，但也不是越大越好，调制深....

图１－５?ＳＥＳＡＭ的参数说明??

＾?Ｖａｌｅｎｃｅ?ｂａｎｄ??Ｄｅｎｓｉｔｙ?ｏｆ?ｓｔａｔｅｓ?Ｄ??图１－４?ＳＥＳＡＭ的饱和吸收过程??ＳＥＳＡＭ的主要参数有：波长、饱和通量、调制深度、非饱和损耗（图１－５）??［８９，９０］。由锁模理论知锁模脉冲宽度与调制深度成反比。因此，大的调制深度可??以获得更短....

本文编号：3921745