本文關(guān)鍵詞：1.6μm Er:LuAG固體激光器激光輸出特性的研究　出處：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：全球氣候的不斷惡化,使得世界各國對(duì)大氣風(fēng)場(chǎng)的精確測(cè)量的需求越來越迫切。相干多普勒激光雷達(dá)以其測(cè)量精度高、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)成為近年來各國的研究熱點(diǎn)。1.6μm固體激光器由于其輸出波長處于人眼安全以及大氣傳輸窗口波段而成為激光雷達(dá)光源的新熱點(diǎn)。Er:Lu AG作為Er:YAG的理想可替代晶體,不僅具有其優(yōu)良的性能,而且其主發(fā)射波長1650nm可以避免空氣中甲烷等氣體的吸收,使得Er:Lu AG激光器在相干多普勒雷達(dá)光源方面具有一定的優(yōu)勢(shì)。因此,本論文分別從理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面對(duì)Er:Lu AG激光器的激光輸出性能進(jìn)行了研究。理論方面,首先介紹Er:Lu AG能級(jí)躍遷機(jī)制,求得其在1.6μm波段的有效吸收截面和發(fā)射截面,確定了泵浦源及其主發(fā)射波長。其次根據(jù)其躍遷機(jī)制建立了常溫下連續(xù)和調(diào)Q運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)激光器的準(zhǔn)四能級(jí)速率方程理論模型,分別分析了輸出鏡透過率和上轉(zhuǎn)換因子對(duì)連續(xù)激光器輸出性能的影響以及無量綱z參數(shù)對(duì)脈沖激光器輸出性能的影響。最后分析了F-P標(biāo)準(zhǔn)具選單縱模的原理,分別討論了F-P標(biāo)準(zhǔn)具表面反射率、厚度、插入角度等因數(shù)對(duì)其透過率曲線的影響,最終得出使用雙F-P標(biāo)準(zhǔn)具選單縱模的方案。實(shí)驗(yàn)方面,首先對(duì)Er:Lu AG激光器連續(xù)激光輸出性能進(jìn)行了直腔研究,實(shí)驗(yàn)討論了晶體摻雜濃度、諧振腔長、耦合輸出鏡參數(shù)等對(duì)激光輸出性能的影響,最終在泵浦功率為10.4W時(shí)獲得最大輸出功率為1.38W,斜率效率為18.8%。其次對(duì)Er:Lu AG激光器調(diào)Q性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。諧振腔采用“L”型腔時(shí),在重復(fù)頻率100Hz下,獲得最大單脈沖能量為2.0m J,脈沖寬度為37.6ns;諧振腔采用四境“8”字環(huán)形腔時(shí),激光器獲得最大能量為3.51m J脈沖激光輸出,此時(shí)脈沖重復(fù)頻率為100Hz,脈寬為90.5ns。最后,對(duì)Er:Lu AG單縱模激光器進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,并最終獲得了1650.2nm以及1628.1nm的單縱模激光輸出,其最大功率分別為154m W和114m W。
[Abstract]:The laser output performance of Er 鈭，

本文編號(hào)：1393777