本文選題：LaF3:Nd納米顆粒 + 激光器　； 參考：《南京郵電大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：近年來,熱管理問題一直是制約高能固體激光器進(jìn)一步發(fā)展的重要因素,而液體激光器雖具有可流動性,容易實現(xiàn)熱管理,但由于很多因素的限制,其在高功率高能量領(lǐng)域仍未達(dá)到實用階段。為了有效改善熱管理,綜合固體介質(zhì)的高增益特性和液體介質(zhì)的可流動性,研究人員提出了一種新的激光器概念——流體激光器,將固體介質(zhì)制成微顆粒分散到合適的液體中,形成流體激光材料。本文首先介紹了高能激光系統(tǒng)在國內(nèi)外的應(yīng)用以及發(fā)展歷程,并基于四能級激光系統(tǒng)速率方程推導(dǎo)了輸運方程,系統(tǒng)模擬了激光系統(tǒng)的瞬時特性和輸出特性;同時,推導(dǎo)出光放大器的輸運方程,并以此獲得了激光工作介質(zhì)增益特性,為下一步實驗提供理論基礎(chǔ)。利用水熱法制備了LaF3:Nd納米顆粒,將其分散在四溴乙烷和DMSO的混合溶劑中形成透明分散液;利用相關(guān)儀器對該流體激光介質(zhì)的吸收光譜、熒光光譜以及熒光壽命進(jìn)行了分析測試;根據(jù)Mie散射模型對該材料的散射進(jìn)行了計算和模擬,同時對激光工作介質(zhì)進(jìn)行了簡單的熱分析;最后利用ZEMAX軟件對泵浦耦合系統(tǒng)進(jìn)行了模擬仿真,選取合適的泵浦結(jié)構(gòu),同時就諧振腔結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計,最終設(shè)計出合適的激光實驗系統(tǒng)。首先為了驗證激光光路的可行性,以釹玻璃作為激光工作物質(zhì),對其進(jìn)行泵浦實驗,獲得39.6mJ的激光脈沖輸出,有較高的斜效率。然后利用所制備的流體激光工作介質(zhì)進(jìn)行出光實驗,但未能實現(xiàn)激光輸出。最后,通過對以色列的實驗進(jìn)行理論分析,并將相關(guān)參數(shù)與本論文的出光實驗參數(shù)進(jìn)行對比,指出這份流體材料主要存在吸收弱,在以后的實驗研究中可以著重從這方面入手,為以后進(jìn)一步的進(jìn)展提供更有效的支持。
[Abstract]:In recent years, thermal management has been an important factor restricting the further development of high-energy solid-state lasers. Although liquid lasers have fluidity, it is easy to realize thermal management, but due to the limitations of many factors, It has not reached the practical stage in the field of high power and high energy. In order to effectively improve thermal management and integrate the high gain characteristics of solid media and the fluidity of liquid media, a new concept of laser, fluid laser, was proposed, in which the solid medium was made into microparticles and dispersed into suitable liquid. Form a fluid laser material. This paper first introduces the application and development of the high energy laser system at home and abroad, and derives the transport equation based on the rate equation of the four-level laser system, and simulates the instantaneous and output characteristics of the laser system. The transport equation of the optical amplifier is derived, and the gain characteristics of the laser working medium are obtained, which provides a theoretical basis for the next experiment. LaF3:Nd nanoparticles were prepared by hydrothermal method and dispersed in the mixed solvent of tetrabromoethane and DMSO to form transparent dispersions. According to the Mie scattering model, the scattering of the material is calculated and simulated. At the same time, the laser working medium is analyzed simply. Finally, the pump coupling system is simulated by ZEMAX software, and the appropriate pump structure is selected. At the same time, the resonator structure is designed, and a suitable laser experimental system is designed. Firstly, in order to verify the feasibility of the laser optical path, the ND glass is used as the working material of the laser, and the laser pulse output of 39.6mJ is obtained by the pump experiment. The laser pulse output has a high skew efficiency. Then the optical experiments were carried out using the liquid laser working medium, but the laser output was not realized. Finally, through the theoretical analysis of the Israeli experiment and the comparison between the relevant parameters and the light output experimental parameters of this paper, it is pointed out that the main absorption of this fluid material is weak, and we can focus on this aspect in the later experimental research. Provide more effective support for further progress in the future.
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN248

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本文編號：1780967