【摘要】：激光二極管（LD）泵浦全固態(tài)脈沖激光器由于結構緊湊、脈沖寬度窄、峰值功率高、穩(wěn)定性好、光束質量高等優(yōu)點，在工業(yè)、醫(yī)療、通信和科研領域都有廣泛的應用。石榴石晶體作為應用最廣泛的激光晶體之一，具有熱導率高、機械性能好、抗損傷閾值高等優(yōu)點。本文利用V3+:YAG作飽和吸收體，分別研究了準連續(xù)激光二極管泵浦的Nd:GGG和Nd:LaGGG被動調Q激光器輸出特性；利用半導體可飽和吸收體（SESAM）作為調制元件，研究了Nd:LaGGG和Yb:LuAG晶體的連續(xù)鎖模激光輸出特性。具體內容如下： 1.總結了全固態(tài)脈沖激光器的發(fā)展歷史及全固態(tài)脈沖激光器的研究意義。闡述了半導體泵浦全固態(tài)激光器獲得短脈沖的理論，包括調Q技術的基本原理及調Q方法，被動調Q激光器中可飽和吸收體的作用機理；從鎖模的基本原理出發(fā)，對SESAM實現連續(xù)波鎖�；具^程進行了分析，介紹了SESAM的基本結構和時間特性，以及色散補償的必要性和相關元件。 2.簡述了摻釹石榴石晶體的優(yōu)點、準連續(xù)LD泵浦的優(yōu)勢以及1.3μm激光器的應用。在此基礎上，采用準連續(xù)LD泵浦，V3+:YAG作可飽和吸收體，分別實現了Nd:GGG和Nd:LaGGG晶體1.3μm被動調Q激光運轉，獲得最大輸出能量分別為1.4mJ和1.0mJ，脈寬7.8ns和8.1ns，最高單脈沖能量分別為127.3μJ和111.1μJ，峰值功率11.6kW和10.2kW。將實驗結果與已有的報道中連續(xù)LD泵浦下的實驗結果做了比對，發(fā)現無論是輸出功率、轉換效率、單脈沖能量還是脈寬，脈沖LD泵浦在高功率、大能量、窄脈沖激光器中都具有明顯的優(yōu)越性。 3.介紹了Nd:LaGGG和Yb:LuAG晶體的光學特性及研究現狀。利用SESAM作為調制元件，分別實現了Nd:LaGGG和Yb:LuAG晶體1.0μm連續(xù)波鎖模運轉。獲得最高輸出功率分別為3.2W和1.07W，鎖模脈寬17.25ps和1.03ps。
[Abstract]:Laser diode (LD) pumped all-solid-state pulse laser has been widely used in industry, medical treatment, communication and scientific research due to its compact structure, narrow pulse width, high peak power, good stability and high beam quality. Garnet crystals as one of the most widely used laser crystals have the advantages of high thermal conductivity, good mechanical properties and high damage threshold. Using V3: YAG as saturable absorber, the output characteristics of quasicontinuous laser diode pumped Nd:GGG and Nd:LaGGG passively Q-switched lasers are studied respectively, and the semiconductor saturable absorber (SESAM) is used as modulation element. The output characteristics of CW mode-locked laser in Nd:LaGGG and Yb:LuAG crystals are studied. The specific contents are as follows: 1. The development history of all-solid state pulse laser and the significance of all-state pulse laser are summarized. The theory of obtaining short pulses by semiconductor pumped all-solid-state laser is described, including the basic principle of Q-switched technology and Q-switching method, the action mechanism of saturable absorber in passively Q-switched laser, and the basic principle of mode-locking. The basic process of continuous wave mode-locking in SESAM is analyzed. The basic structure and time characteristics of SESAM, the necessity of dispersion compensation and the related components are introduced. The advantages of neodymium doped garnet crystal, the advantages of quasi-continuous LD pumping and the application of 1.3 渭 m laser are briefly described. On this basis, using quasi-continuous LD pump and V3: YAG as saturable absorber, 1.3 渭 m passively Q-switched laser operation of Nd:GGG and Nd:LaGGG crystals is realized, respectively. The maximum output energy is 1.4mJ and 1.0 MJ, the pulse width 7.8ns and 8.1 ns, the maximum single pulse energy 127.3 渭 J and 111.1 渭 J, the peak power 11.6kW and 10.2 kW, respectively. The experimental results are compared with those of the reported continuous LD pump. It is found that no matter the output power, conversion efficiency, single pulse energy or pulse width, pulse LD pump in high power, large energy. There are obvious advantages in narrow pulse lasers. The optical properties and research status of Nd:LaGGG and Yb:LuAG crystals are introduced. Using SESAM as modulation element, the mode-locking operation of Nd:LaGGG and Yb:LuAG crystals with 1.0 渭 m continuous wave is realized respectively. The highest output power is 3.2W and 1.07W, respectively, and the mode-locked pulse width 17.25ps and 1.03ps are obtained.
【學位授予單位】：山東師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN248

【共引文獻】

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本文編號：2267440