本文選題：高峰值功率 + 窄脈寬�。� 參考：《長春理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：高峰值功率窄脈寬的1064nm激光是激光打標(biāo)的理想光源,其峰值功率、脈沖寬度等參數(shù)對(duì)激光打標(biāo)的效果起決定性的影響,而使用Cr~(4+):YAG晶體進(jìn)行被動(dòng)調(diào)Q的YAG激光器恰好能獲得高峰值功率、窄脈寬的激光輸出。本文以半導(dǎo)體端面泵浦被動(dòng)調(diào)Q Nd:YAG激光器為研究對(duì)象,以在簡(jiǎn)單緊湊的激光器結(jié)構(gòu)中獲得高峰值功率、窄脈沖寬度的激光輸出為研究目標(biāo)來開展研究。實(shí)驗(yàn)中激光器采用Nd:YAG晶體作為激光增益介質(zhì),Cr~(4+):YAG晶體作為被動(dòng)調(diào)Q晶體,光學(xué)諧振腔采用平凹腔。本文首先對(duì)1064nm被動(dòng)調(diào)Q激光器進(jìn)行了理論研究,然后對(duì)激光器的光學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和優(yōu)化,接著計(jì)算了激光器的散熱量并依此對(duì)激光器的散熱裝置進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),最后分別研究了泵浦功率、Nd:YAG晶體的Nd3+摻雜濃度、諧振腔長度、Cr~(4+):YAG晶體的位置、Cr~(4+):YAG晶體初始透過率、輸出鏡反射率和輸出鏡曲率對(duì)激光輸出特性的影響。通過實(shí)驗(yàn)研究,在泵浦功率為10W,Nd:YAG晶體摻雜濃度為1.0at%,腔長為30mm,Cr~(4+):YAG晶體距離Nd:YAG晶體10mm,Cr~(4+):YAG晶體初始透過率為40%,輸出鏡反射率為70%,輸出鏡曲率為150mm時(shí)獲得了脈沖寬度為3.6ns,峰值功率為106.5KW的調(diào)Q單脈沖輸出,調(diào)Q的平均輸出功率達(dá)到了2.8W,單脈沖能量也達(dá)到了0.38mJ。最后根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果制造出了激光器并成功應(yīng)用于激光打標(biāo)機(jī)和便攜式激光清洗機(jī)之上。
[Abstract]:1064nm laser with high peak power and narrow pulse width is an ideal light source for laser marking. The parameters such as peak power and pulse width play a decisive role in the marking effect of laser. The YAG laser with Cr~(4: YAG crystal is passively Q-switched and can get high peak power and narrow pulse width. In this paper, a semiconductor end-pumped passively Q-switched Nd:YAG laser is taken as the research object. The aim of this study is to obtain high peak power and narrow pulse width laser output in a simple and compact laser structure. In the experiment, the Nd:YAG crystal is used as the gain medium of the laser, and the laser is used as the passively Q-switched crystal, and the optical resonator is a flat cavity. In this paper, the 1064nm passively Q-switched laser is studied theoretically, then the optical structure of the laser is designed and optimized, then the heat dissipation of the laser is calculated and the heat dissipation device of the laser is designed accordingly. Finally, the effects of Nd3 doping concentration and cavity length of ND: YAG crystal on the initial transmittance, the reflectivity of output mirror and the curvature of output mirror are studied. Through experimental research, When the pump power is 10W ND: YAG crystal doping concentration is 1.0 att, the cavity length is 30mm Crn 4: YAG crystal distance, the initial transmittance of Nd:YAG crystal is 40mm, the reflectivity of output mirror is 70th, the output mirror curvature is 150mm, the pulse width is 3.6ns, the peak power is 106.5KW. Q-switched monopulse output, The average output power of Q-switched is 2.8 W, and the energy of single pulse is 0.38 mJ. Finally, the laser is fabricated according to the experimental results and successfully applied to the laser marking machine and the portable laser cleaning machine.
【學(xué)位授予單位】：長春理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN248

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1876154