本文選題：Tm:LuAG + 脈沖LD�。� 參考：《長春理工大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：脈沖LD抽運(yùn)Tm:LuAG聲光調(diào)Q激光器的輸出激光波長為2.023μm,處于大氣透過窗口,且為人眼安全波段,因此在軍事、醫(yī)療等領(lǐng)域都具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。為了能夠得到高能量、高頻率2μm激光輸出,本論文從理論和實(shí)驗(yàn)兩方面研究了脈沖LD抽運(yùn)Tm:LuAG聲光調(diào)Q激光器。首先,基于Tm:LuAG激光器準(zhǔn)三能級(jí)躍遷理論,建立并求解了脈沖LD抽運(yùn)Tm:LuAG激光器聲光調(diào)Q速率方程,推導(dǎo)出抽運(yùn)閾值、峰值功率、單脈沖能量、脈寬等一系列參量表達(dá)式,并進(jìn)行數(shù)值模擬,為實(shí)驗(yàn)開展提供理論依據(jù)。其次,基于脈沖LD抽運(yùn)單端鍵合Tm:LuAG晶體的熱模型,模擬Tm:LuAG晶體瞬態(tài)溫度以及熱焦距隨時(shí)間的變化規(guī)律,討論晶體長度、摻雜濃度、脈沖LD激光器抽運(yùn)方式、抽運(yùn)功率等參數(shù)對(duì)Tm:LuAG晶體溫度和熱焦距的影響,為激光晶體參數(shù)的選擇以及諧振腔的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。再次,設(shè)計(jì)脈沖LD抽運(yùn)Tm:LuAG聲光調(diào)Q激光系統(tǒng),確定脈沖LD抽運(yùn)源參數(shù)、聲光調(diào)Q參數(shù)、激光工作物質(zhì)參數(shù)、諧振腔參數(shù)等。為緩解晶體熱效應(yīng),提出兩個(gè)脈沖LD間歇抽運(yùn)兩塊單端鍵合晶體的方式,實(shí)現(xiàn)熱效應(yīng)自補(bǔ)償,避免多余元器件的插入,提高諧振腔的穩(wěn)定性。最后,搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),測(cè)得Tm:LuAG晶體對(duì)抽運(yùn)光源的吸收情況、Tm:LuAG晶體的熱透鏡焦距范圍等,在此基礎(chǔ)上開展脈沖LD抽運(yùn)Tm:LuAG聲光調(diào)Q激光器實(shí)驗(yàn)研究,得到重復(fù)頻率為100Hz,單脈沖能量為2.25mJ,脈寬為5000μs的聲光調(diào)Q激光輸出,激光器輸出中心波長為2023.0nm,光束質(zhì)量為M2x為1.07,M2y為1.30。
[Abstract]:The pulse LD pumped TM: LuAG acoustooptic Q-switched laser has an output wavelength of 2.023 渭 m, which is in the atmospheric transmission window and is a safe band for human eyes, so it has very important application value in military, medical and other fields. In order to obtain high energy and high frequency 2 渭 m laser output, a pulsed LD pumped Tm: LuAG acoustooptic Q-switched laser is studied theoretically and experimentally in this paper. Firstly, based on the quasi-three-level transition theory of TM: LuAG laser, the acousto-optic Q-switched rate equation of pulsed LD pumped TM: LuAG laser is established and solved. A series of expressions such as pump threshold, peak power, single pulse energy and pulse width are derived. Numerical simulation is carried out to provide theoretical basis for experimental development. Secondly, based on the thermal model of pulsed LD pumping single terminal bonding Tm: LuAG crystal, the transient temperature and thermal focal length of TM: LuAG crystal are simulated, and the crystal length, doping concentration and pumping mode of pulsed LD laser are discussed. The influence of pump power and other parameters on the temperature and thermal focal length of TM: LuAG crystal provides a theoretical basis for the selection of laser crystal parameters and the design of resonator. Thirdly, the pulse LD pumped Tm: LuAG acousto-optic Q-switched laser system is designed to determine the parameters of pulse LD pump source, acousto-optic Q-switching, laser working material parameters, resonator parameters and so on. In order to alleviate the thermal effect of the crystal, a two-pulse LD intermittent pumping method is proposed to realize the self-compensation of the thermal effect, avoid the insertion of redundant components and improve the stability of the resonator. Finally, an experimental platform was set up to measure the absorption of TM: LuAG crystal to the pumped light source and the thermal lens focal length range of TM: LuAG crystal. Based on this, the experimental study of pulsed LD pumped TM: LuAG acoustooptic Q-switched laser was carried out. An acousto-optic Q-switched laser with repetition rate of 100Hz, single pulse energy of 2.25mJ and pulse width of 5000 渭 s is obtained. The output center wavelength of the laser is 2023.0nm, and the beam quality is 1.07m2y.
【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】：2015
【分類號(hào)】：TN248

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