全固态黄光激光器及其噪声特性研究

发布时间：2018-02-26 01:25

本文关键词： LD泵浦黄光激光器非线性频率变换激光器噪声　出处：《中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)》2016年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：LD泵浦的全固态激光器具有结构紧凑、光束质量好、寿命长等优点,结合非线性频率变换技术可以将激光谱线扩展至黄光波段,使全固态黄光激光器向更多的新型应用领域延伸。目前,黄光激光器在生物医学、生物检测、激光显示技术等领域有着广泛的应用前景,已成为激光领域的研究热点之一。然而,很多应用领域对激光器的噪声要求比较严格,尤其是生物医学领域,这使得对全固态和频黄光激光器的噪声特性研究工作具有重要意义。本文结合全固态黄光593 nm、 561nm、578nm激光器,对腔内倍频、和频全固态激光输出及噪声特性做了以下几个方面的研究工作。1、结合光波在非线性介质中的传播理论,从双波片琼斯矩阵出发,详细推导了腔内倍频及和频激光输出的耦合方程以及对应的腔内基频光振荡的非线性速率方程组,根据不同相位匹配方式的倍频、和频以及所使用的不同类型的增益介质得到相应速率方程组,数值模拟不同纵模结构的速率方程,并对这种非线性系统进行动力学分析。2、分析了标准具及双折射滤光片的谱线抑制原理,利用3 W单管LD泵浦Nd:YAG/LBO腔内倍频,并通过双折射滤光片对1112 nm和1116 nm进行谱线抑制,得到平均功率70 mW的单波长561 nm激光输出。在Ⅰ类相位匹配倍频的噪声理论基础上结合相对应的纵模结构,对561 nm单波长输出的两种噪声态进行了分析。3、利用LDA端面泵浦Nd:YVO4/LBO实现双波长振荡腔内和频593nm激光输出。用法珀干涉仪和光束质量分析仪在不同的实验条件下测量和频光的纵模结构和横模模式,并同时记录相应激光输出信号及其功率谱,结合理论推导的增益介质为Nd:YVO4的Ⅰ类相位匹配和频激光耦合光强表达式分析了和频激光噪声特性与模式结构的关系。获得了110 mW且RMS噪声值低于1.6%的593 nm激光输出。4、采用940 nmLDA通过4程抽运泵浦薄片Yb:YAG和808 nmLDA端泵Nd:YAG,首次以双共振腔内和频方式实现了578m黄光激光输出。综合考虑热不灵敏腔以及在折叠分臂的束腰处实现最佳聚焦两方面因素,优化设计双共振折叠腔结构。并对基频光偏振和输出光的偏振特性进行了分析。将标准具谱线抑制技术应用于双共振腔内和频激光器,获得单波长578 nm激光输出。
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【学位授予单位】：中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN248

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