张立文[1]2004年在《LD端面泵浦的大功率Nd:YVO_4腔内倍频绿光激光器的研究》文中研究指明激光二极管(Laser Diode，简称LD)泵浦的固体激光器由于具有高效率、结构紧凑、输出稳定、长寿命和全固态等独特的优点，在军事、工业、医学和科研等方面具有广泛的用途，近年来成为国际激光领域的研究热点。尤其是大功率红绿蓝叁基色激光器，在大屏幕、高清晰彩色显示方面有着巨大的应用前景。但是国内对LD端面泵浦的高功率倍频激光器的研究与国外差距很大。本论文对LD端面泵浦Nd∶YVO_4／KYP腔内倍频532nm绿光在大功率运转下进行了理论分析和实验研究；在泵浦功率为24.56W时，获得了4.68W的532nm绿光输出。论文的主要内容可归结为以下几个方面： 1、论文概述了LD泵浦固体激光器的发展历史、发展趋势，及国内外LD端面泵浦的Nd∶YVO_4晶体腔内倍频绿光激光器的最新研究状况；并对适合LD泵浦的晶体进行了总结和分类，最后分析了目前LD泵浦固体激光器的研究热点和应用前景。 2、以空间相关的四能级速率方程理论为基础，对LD端面泵浦的固体激光器输出特性进行了理论分析：从泵浦光的聚焦位置、光束发散角，泵浦光、振荡光光斑大小和输出耦合率等方面对腔模匹配进行了讨论和数值模拟；并对腔内二次倍频特性进行了理论分析和数值模拟，为实验研究提供了理论依据。 3、针对大功率端面泵浦条件设计了热稳折迭腔。根据激光晶体热效应模型，从热透镜效应和热致损耗两方面分析了晶体热效应随着泵浦功率的变化及对大功率固体激光器的影响；得到等效薄透镜模型和适当增大泵浦光光斑和减小泵浦光密度减小晶体热效应的谐振腔设计原则。根据热稳腔设计原则，利用薄透镜模型和标准传输矩阵理论，对谐振腔参数进行了数值计算，设计了能克服热效应影响、不含任何附加像散补偿元件、适合于大功率LD端面泵浦的热稳腔。 4、对大功率LD端面泵浦Nd∶YVO_4／KTP腔内倍频绿光激光器进行实验研究。分析了KTP晶体相位匹配特性，采用前面设计的适合于大功率LD端面泵浦的典型热稳腔，KTP晶体腔内倍频，获得高效、高功率、稳定的TEM_(00)模绿光输出。在尾纤输出泵浦功率为24.56W时，最大获得4.68W的532nm绿光输出，光—光转换效率为19.06%。
刘宁, 胡巍, 廖常俊, 刘颂豪, 徐文成[2]1999年在《光纤耦合半导体激光器纵向泵浦固体激光器特性的研究》文中指出利用光纤耦合实现了两个半导体激光器同时纵向泵浦ＮｄＹＡＧ激光器。实验研究了激光器的阈值和激光器输出的光强分布与泵浦光场之间的关系。实验发现当两个半导体激光器采取一定顺序启动时，可以降低固体激光器的阈值
丁彦华, 欧阳斌, 徐军, 万小珂, 林礼煌[3]1997年在《连续Nd:YAG激光器中Cr~(4+):YAG被动调Q的稳定性和功率的提高》文中提出Ｃｒ４＋ＹＡＧ用于连续ＮｄＹＡＧ激光器被动调Ｑ，激光横模结构和纵模结构以及激光泵浦速率起伏等是引起调Ｑ不稳定的重要因素，运用一定的技术可以使调Ｑ稳定性得到根本性改善；此外应考虑Ｃｒ４＋ＹＡＧ热效应及光学薄膜的激光损伤
徐德刚[4]2001年在《大功率LD端面泵浦调Q Nd:YAG激光器的研究》文中认为激光二极管(Laser Diode,简称LD)泵浦的调Q固态激光器具有结构紧凑、稳定性好、寿命长等优点，用大功率LD作为泵浦源，可以获得高重复频率、大峰值功率的窄脉冲激光，这在激光测量、光电对抗、激光遥感、激光医疗等领域有着非常广阔的应用前景。我们针对光电对抗的应用要求对大功率LD泵浦的调QNd:YAG激光器进行了相当深入的研究。 首先我们从速率方程出发对调Q激光器的理论进行了分析研究，建立了主动调Q和被动调Q的理论和Q参数的优化设计，并对声光调Q以及被动饱和调Q的特性和模型进行了优化。通过运用拉格朗日乘数法，设定一个表征系统增益和损耗的比值参数z，解调Q的基本方程，得到单脉冲能量取最大值时调Q的各种参数。 实验中我们分别设计了两种调Q系统，包括声光开关调Q和Cr~(4+):YAG被动饱和吸收调Q。实验中采用了传统的平凹谐振腔，针对声光调Q和Cr~(4+):YAG被动调Q的特性进行了分析和研究。 实验中得到的调Q脉冲的脉宽在22～60ns之间，单脉冲能量在10uJ～40uJ。通过优化设计谐振腔，精细调节调Q元件参数和谐振腔腔镜位置，得到了以下实验结果： (1)我们进行了平凹腔连续波输出特性的研究，通过优化设计模式匹配的谐振腔的优化设计，得到了最大输出功率为8.52W的1064nm激光输出，斜效率为54％，在利用声光调Q在重复频率为5kHz，泵浦功率为5.9W时，脉宽为32ns，平均功率为1.21W，峰值功率为7.58kW的激光脉冲。 (2)利用不同透过率的输出镜，通过测量它们的谐振阈值而得到腔内的损耗为12.4％。这个损耗比较大，可能是由于声光调Q器件的布拉格角调整的不准确造成。 (3)实现了在大功率泵浦、无水冷的情况下Cr~(4+):YAG饱和吸收体被动调Q，得到了最小脉宽为22ns、重复频率为23kHz、峰值功率为3.5kW的激光脉冲输出，脉冲的稳定性为±6％。 (4)验证了泵浦功率与输出脉宽、峰值功率、平均功率的关系，并进行了理论与实验结果的对比，分析了理论与实验差别的原因。 (5)针对实验中发现的脉冲序列调制、尾脉冲等现象进行了分析与讨论。
高明义[5]2003年在《大功率激光二极管端面泵浦Nd:YVO_4固体激光器的研究》文中进行了进一步梳理激光二极管泵浦的固体激光器(DPSSL)具有效率高、稳定性好、体积小、重量轻、寿命长、光束质量好等优点，并可制成集成化的产品，在军事、医疗、通信、加工和科学研究中得到广泛的应用。激光二极管端面泵浦固体激光器相对侧面泵浦固体激光器具有模式匹配好、激光阈值低、效率高等优点；同时掺钕钒酸钇晶体(Nd：YVO_4)具有发射截面大、吸收带宽宽、吸收系数大、上能级寿命短以及输出激光为偏振光等优点；因此，用激光二极管端面泵浦Nd：YVO_4晶体，可实现更高的泵浦效率，更佳的波长匹配和模式匹配，以及在更宽的温度范围内实现高重复频率运转。本论文报道了大功率激光二极管端面泵浦Nd：YVO_4固体激光器的研究。在泵浦功率为28.77W时，获得了18.16W的TEM_(00)模1064nm激光输出。 论文的主要内容如下： 1．首先介绍激光二极管泵浦固体激光器(DPSSL)的泵浦方式，接着介绍其研究热点、应用领域和研究进展，最后介绍LD端面泵浦Nd：YVO_4固体激光器的研究意义及其研究现状。 2．在理论上对大功率LD端面泵浦固体激光器的激光输出特性和热效应等进行了较深入的研究。特别是对诸如Nd：YVO_4等热学各向异性激光介质热效应的研究中，充分考虑下列实际情况：(1)激光介质通光面为方形；(2)泵浦光为高斯光束；(3)泵浦光只作用于部分通光面(即边界条件为圆形)；(4)晶体侧面为热沉的实际冷却温度。在这些实际情况的基础之上，利用MATLAB程序语言，以Nd：YVO_4为例，对各向异性激光介质的热传导方程进行了精确的数值计算，得出了介质中各点的温度及温度分布，从而定量地研究热透镜效应和热致双折射效应等，对设计热稳腔、提高激光器的输出功率、稳定性及光-光转换效率等有重要的作用。 3．对大功率激光二极管端面泵浦Nd：YVO_4固体激光器进行了实验研究，在LD尾纤输出光功率为28.77W时，得到18.16W的TEM_(00)1064nm激光输出。光光转换效率为:(1)如果定义1064nm激光输出功率与激光二极管尾纤输出功率的比值为光一光转换效率，当1064nm激光输出功率为18.16w时，光一光转换效率63.1%。(2)如果定义1064nm激光输出功率与经过光学藕合系统后泵浦光功率比值为光一光转换效率，当1064nm激光输出功率为18.16w时，光一光转换效率为70.34%。(3)如果定义1064nn飞激光输出功率与入射到Nd:YVO;品体中的泵浦光功率比值为光一光转换效率(本项目研究所用Nd:YvO4品体通光面的SO8nmo光和e光的反射率分别为:2.5507和2.146，计算中使用的折射率参数为:2.146)，则当1064nm激光输出功率为18.16W时，光一光转换效率为75.59%。
赵士勇[6]2004年在《全固态高功率946nm Nd:YAG激光器及瓦级473nm激光器的研究》文中进行了进一步梳理本论文首先对激光二极管(LD)端面泵浦的946nm Nd:YAG连续激光器进行了理论和实验研究;在其基础上,利用LBO内腔倍频技术获得了473nm蓝光输出。LD泵浦的全固化蓝色激光器具有波长短、结构紧凑、效率高、运转可靠等一系列优点,在民用领域、军事领域、光纤通信、探测器、数据存储、光学阅读、激光高速印刷等领域有广泛应用。本文第一章介绍了多种产生蓝光的方法,目前比较普遍的是采用对Nd3+离子的准叁能级激光的倍频以实现473nm蓝光激光输出,本论文着重讨论此类激光器。本文的第二章从准叁能级系统的速率方程出发,推导出了946nm谱线激光上下能级间的粒子数反转表达式,进而写出了准叁能级系统的阈值公式和斜效率公式;第叁章从理论上分析了端面泵浦状态下激光热效应的问题,提出了测量热透镜焦距的方法和解决热效应的途径。利用传输矩阵法和等效g参数法分别计算了线性谐振腔和叁镜折迭腔的各个参数;第四章对实验的整体方案进行了分析设计,对激光介质,倍频晶体,LD泵浦源及其耦合系统,光学器件的镀膜等诸多问题进行了分析解决;第五章是实验部分,采用Nd:YAG棒作为工作物质,利用线性谐振腔结构,采用对946nm T=5%的输出镜,在泵浦功率为24W时,测得946nm最高5.11W输出,不稳定性小于2%,阈值为1.4W,光-光转换效率达21.3%。同样采用简单的线性谐振腔结构,与946nm实验相同的Nd:YAG晶体,室温下切割的Ι类相位匹配LBO晶体内腔倍频,在11W的泵浦功率下,得到了982mW的473nm蓝光连续输出,测得阈值仅为0.7W,光-光转换效率大于8.9%。在利用等价g参数法计算叁镜折迭腔的各项参数的基础上,通过计算机模拟其两个分臂上的光腰随热透镜焦距变化而改变的情况,优化谐振腔参数,设计出热不灵敏稳定腔结构,对即将进行的实验起到了有益的理论指导作用。综上所述,存在以下创新之处:采用普通的Nd:YAG棒作为工作物质,利用简单易调整的线性谐振腔结构,优化致冷方案,最终在泵浦功率为24W,测得946nm最高5.11W输出,不稳定性小于2%,阈值为1.4W,光-光转换效率达21.3%,在国内处于领先水平。同样采用简单的线性谐振腔结构,与946nm实验相同的Nd:YAG晶体,室温下切割的Ι类相位匹配LBO晶体内腔倍频,在11W的泵浦功率下,得到了982mW的473nm蓝光连续输出,测得阈值为0.7W,光-光转换效率大于8.9%。
生卫东, 吴峰, 刘宏伟, 王鹏, 姚建铨[7]1996年在《激光二极管泵浦的高重复频率NdYAG激光器》文中研究说明报道两个１．５Ｗ连续激光二极管端面泵浦的声光调ＱＮｄＹＡＧ激光器。输出激光脉冲的最高重复频率为３０ｋＨｚ，重复频率１ｋＨｚ时，最窄脉宽为１２ｎｓ，最高峰值功率为１２．１ｋＷ。
欧阳斌, 丁彦华, 万小珂, 林礼煌, 邓佩珍[8]1996年在《Cr~（4＋）:YAG的可饱和吸收特性与被动Q开关性能研究》文中研究表明运用速率方程计算了Ｃｒ４＋ＹＡＧ晶体的可饱和吸收特性参数，包括初始吸收系数、饱和吸收系数、饱和光强和损耗调制度。用Ｃｒ４＋ＹＡＧ对脉冲和连续ＮｄＹＡＧ激光器进行了被动调Ｑ，在脉冲ＮｄＹＡＧ激光器上得到了８ｎｓ的调Ｑ激光脉冲，在连续ＮｄＹＡＧ激光器的调Ｑ中得到了间隔和幅度抖动小于５％的输出脉冲序列
陈振杰[9]2017年在《高峰值功率窄脉宽1064nm调Q YAG激光器研制》文中进行了进一步梳理高峰值功率窄脉宽的1064nm激光是激光打标的理想光源,其峰值功率、脉冲宽度等参数对激光打标的效果起决定性的影响,而使用Cr~(4+):YAG晶体进行被动调Q的YAG激光器恰好能获得高峰值功率、窄脉宽的激光输出。本文以半导体端面泵浦被动调Q Nd:YAG激光器为研究对象,以在简单紧凑的激光器结构中获得高峰值功率、窄脉冲宽度的激光输出为研究目标来开展研究。实验中激光器采用Nd:YAG晶体作为激光增益介质,Cr~(4+):YAG晶体作为被动调Q晶体,光学谐振腔采用平凹腔。本文首先对1064nm被动调Q激光器进行了理论研究,然后对激光器的光学结构进行了设计和优化,接着计算了激光器的散热量并依此对激光器的散热装置进行了结构设计,最后分别研究了泵浦功率、Nd:YAG晶体的Nd3+掺杂浓度、谐振腔长度、Cr~(4+):YAG晶体的位置、Cr~(4+):YAG晶体初始透过率、输出镜反射率和输出镜曲率对激光输出特性的影响。通过实验研究,在泵浦功率为10W,Nd:YAG晶体掺杂浓度为1.0at%,腔长为30mm,Cr~(4+):YAG晶体距离Nd:YAG晶体10mm,Cr~(4+):YAG晶体初始透过率为40%,输出镜反射率为70%,输出镜曲率为150mm时获得了脉冲宽度为3.6ns,峰值功率为106.5KW的调Q单脉冲输出,调Q的平均输出功率达到了2.8W,单脉冲能量也达到了0.38mJ。最后根据实验结果制造出了激光器并成功应用于激光打标机和便携式激光清洗机之上。
王加贤, 张文珍, 王清月, 邢岐荣[10]1999年在《在平凹腔Nd:YAG激光器中Cr~(4+):YAG被动锁模的特性研究》文中研究说明在平凹稳定腔中用Ｃｒ４＋ＹＡＧ作为可饱和吸收体实现了脉冲ＮｄＹＡＧ激光器的被动锁模运转，得到平均脉宽为１９０ｐｓ，输出能量为２２ｍＪ的脉冲序列。理论上分析了Ｃｒ４＋ＹＡＧ被动锁模的动力学过程以及ＮｄＹＡＧ的克尔透镜自聚焦在被动锁模中的作用
参考文献：
[1]. LD端面泵浦的大功率Nd:YVO_4腔内倍频绿光激光器的研究[D]. 张立文. 郑州大学. 2004
[2]. 光纤耦合半导体激光器纵向泵浦固体激光器特性的研究[J]. 刘宁, 胡巍, 廖常俊, 刘颂豪, 徐文成. 中国激光. 1999
[3]. 连续Nd:YAG激光器中Cr~(4+):YAG被动调Q的稳定性和功率的提高[J]. 丁彦华, 欧阳斌, 徐军, 万小珂, 林礼煌. 中国激光. 1997
[4]. 大功率LD端面泵浦调Q Nd:YAG激光器的研究[D]. 徐德刚. 曲阜师范大学. 2001
[5]. 大功率激光二极管端面泵浦Nd:YVO_4固体激光器的研究[D]. 高明义. 郑州大学. 2003
[6]. 全固态高功率946nm Nd:YAG激光器及瓦级473nm激光器的研究[D]. 赵士勇. 天津大学. 2004
[7]. 激光二极管泵浦的高重复频率NdYAG激光器[J]. 生卫东, 吴峰, 刘宏伟, 王鹏, 姚建铨. 光学学报. 1996
[8]. Cr~（4＋）:YAG的可饱和吸收特性与被动Q开关性能研究[J]. 欧阳斌, 丁彦华, 万小珂, 林礼煌, 邓佩珍. 光学学报. 1996
[9]. 高峰值功率窄脉宽1064nm调Q YAG激光器研制[D]. 陈振杰. 长春理工大学. 2017
[10]. 在平凹腔Nd:YAG激光器中Cr~(4+):YAG被动锁模的特性研究[J]. 王加贤, 张文珍, 王清月, 邢岐荣. 中国激光. 1999
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