本文關(guān)鍵詞：大能量板條激光放大器的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：大能量、短脈寬的全固態(tài)激光器在激光加工、探測(cè)遙感、高能物理研究等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。本文采用MOPA放大結(jié)構(gòu),使用自行設(shè)計(jì)的高穩(wěn)定性、高光束質(zhì)量種子源作為主振蕩器,采用多級(jí)掠入射板條放大模塊,實(shí)現(xiàn)大能量、短脈寬激光輸出。經(jīng)過(guò)MOPA系統(tǒng)三級(jí)放大后,種子光被放大了2800余倍,獲得了單脈沖能量31.7mJ的大能量脈沖輸出,光束質(zhì)量蛻化不嚴(yán)重。本文的主要研究?jī)?nèi)容包括:1)對(duì)板條激光放大器的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,及高增益放大系統(tǒng)中ASE抑制方法進(jìn)行了總結(jié)與歸納。并最終確定采用高增益、高光束質(zhì)量、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的掠入射板條作為MOPA系統(tǒng)的基本放大結(jié)構(gòu)。2)根據(jù)放大器的增益理論與ASE理論使用MATHEMATICA軟件進(jìn)行推導(dǎo)與模擬,使用COMSOL軟件對(duì)不同板條尺寸、不同泵浦強(qiáng)度、不同泵浦區(qū)域的板條熱分布進(jìn)行了模擬。為系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)分析提供了理論支持。3)設(shè)計(jì)了放大系統(tǒng):對(duì)增益介質(zhì)進(jìn)行切角設(shè)計(jì)、鍍吸收膜設(shè)計(jì),抑制了晶體內(nèi)部的ASE;對(duì)系統(tǒng)的泵浦進(jìn)行選擇,采用高峰值功率脈沖bar泵浦,并針對(duì)半導(dǎo)體堆棧設(shè)計(jì)了光束勻化方法;對(duì)放大光路進(jìn)行設(shè)計(jì),給出了一種新型的環(huán)形分層光路,它可以有效地抑制ASE的產(chǎn)生,進(jìn)一步提高了放大器的增益和效率。4)對(duì)掠入射板條放大實(shí)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化分析,放大系統(tǒng)采用兩級(jí)Nd:YVO4、一級(jí)Nd:YAG增益介質(zhì)。放大系統(tǒng)的種子源的為端面泵浦Nd:YAG晶體,電光調(diào)Q輸出,脈沖能量11μJ,重復(fù)頻率200Hz,脈寬30ns,最終通過(guò)MOPA放大系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了脈沖能量31.7mJ的激光輸出,光束質(zhì)量M21.36,脈寬基本保持不變。
【關(guān)鍵詞】：激光放大器 掠入射板條放大器 大能量 ASE抑制
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN248;TN722
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-23
• 1.1 大能量板條放大器的研究背景9
• 1.2 大能量板條放大器的研究現(xiàn)狀9-16
• 1.2.1 Zig-Zag板條放大器10-13
• 1.2.2 Innoslab板條放大器13-14
• 1.2.3 掠入射板條放大器14-16
• 1.3 ASE抑制方法研究現(xiàn)狀16-20
• 1.3.1 抑制晶體內(nèi)部ASE方法17-18
• 1.3.2 抑制外部光路ASE方法18-20
• 1.4 研究現(xiàn)狀總結(jié)20-21
• 1.5 本文的研究目標(biāo)及研究?jī)?nèi)容21-23
• 第2章 理論分析23-37
• 2.1 板條放大器的增益理論23-26
• 2.2 板條放大器的ASE理論26-30
• 2.3 板條放大器的熱分析30-35
• 2.4 本章小結(jié)35-37
• 第3章 放大系統(tǒng)設(shè)計(jì)37-57
• 3.1 增益介質(zhì)的設(shè)計(jì)37-45
• 3.1.1 增益介質(zhì)選擇37-41
• 3.1.2 晶體切角設(shè)計(jì)41-42
• 3.1.3 增益介質(zhì)鍍鍺42-45
• 3.2 泵浦系統(tǒng)設(shè)計(jì)45-50
• 3.2.1 半導(dǎo)體泵浦源45-47
• 3.2.2 泵浦光整形勻化47-50
• 3.3 放大模塊光路設(shè)計(jì)50-56
• 3.3.1 環(huán)形放大光路50-51
• 3.3.2 增加光路長(zhǎng)度51-52
• 3.3.3 光路分層設(shè)計(jì)52-56
• 3.4 本章小結(jié)56-57
• 第4章 大能量板條放大器57-67
• 4.1 種子源57-58
• 4.2 泵浦源58-61
• 4.2.1 泵浦源同步測(cè)試58-60
• 4.2.2 泵浦源功率測(cè)試60-61
• 4.3 實(shí)驗(yàn)參數(shù)優(yōu)化61-63
• 4.3.1 種子光光寬優(yōu)化61-62
• 4.3.2 掠入射角優(yōu)化62-63
• 4.3.3 泵浦光寬優(yōu)化63
• 4.4 結(jié)果與分析63-66
• 4.5 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論67-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 附錄73-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及專利75-77
• 致謝77

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1 王諾,阮雙琛,張鵬;染料激光放大器最佳增益長(zhǎng)度研究[J];光子學(xué)報(bào);1993年02期

2 陳剛;;收、發(fā)共用激光放大器可行性研究[J];紅外與激光技術(shù);1993年05期

3 李傳東，林禮煌，徐至展;二介質(zhì)激光放大器工作特性的數(shù)值模擬[J];量子電子學(xué);1994年02期

4 管富義,林康春,孟紹賢,林尊琪;激光放大器冷卻實(shí)驗(yàn)研究[J];激光技術(shù);1996年04期

5 傅淑芬,方洪烈;激光放大器的穩(wěn)定脈沖[J];光學(xué)學(xué)報(bào);1984年06期

6 肖明怡;;英國(guó)進(jìn)行半導(dǎo)體激光放大器外場(chǎng)試驗(yàn)[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;1987年12期

7 曉晨;;可見(jiàn)光化學(xué)激光放大器[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;1988年10期

8 曉晨;;用于光波導(dǎo)傳輸?shù)募す夥糯笃鱗J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;1988年11期

9 李龍勤;半導(dǎo)體激光放大器的飽和功率和閾值增益[J];光通信研究;1988年03期

10 林禮煌,歐陽(yáng)斌,葛文,康玉英,陳時(shí)勝;四程行波激光放大器的實(shí)驗(yàn)研究[J];量子電子學(xué);1989年04期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 於海武;王成程;賀少勃;唐軍;劉勇;魏曉峰;鄭萬(wàn)國(guó);張小民;;高功率釹玻璃固體激光放大器物理性能優(yōu)化設(shè)計(jì)[A];中國(guó)工程物理研究院科技年報(bào)（2001）[C];2001年

2 王成程;鄭萬(wàn)國(guó);於海武;賀少勃;劉勇;唐軍;魏曉峰;張小民;;兩種新型不同泵浦腔構(gòu)型片狀激光放大器性能分析[A];中國(guó)工程物理研究院科技年報(bào)（2001）[C];2001年

3 鄭建剛;蔣新穎;李明中;段文濤;嚴(yán)雄偉;單小童;張永亮;王明哲;;重頻Yb:YAG激光放大器放大特性實(shí)驗(yàn)研究[A];第九屆全國(guó)光電技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2010年

4 高清松;;10kW級(jí)固體板條激光放大器實(shí)驗(yàn)研究[A];中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)大會(huì)摘要集[C];2011年

5 鹿搏;齊向輝;伊林;熊偉;翟躍陽(yáng);馬千里;張胤;周小計(jì);陳徐宗;;玻色-愛(ài)因斯坦凝聚實(shí)驗(yàn)中激光放大技術(shù)研究[A];第十五屆全國(guó)原子與分子物理學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2009年

6 閆瑩;;KHz激光二極管泵浦Nd:YVO4皮秒脈沖再生激光放大器[A];中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)大會(huì)摘要集[C];2011年

7 汪家升;陳長(zhǎng)水;房曉俊;張鴻博;林學(xué)春;張東香;張秀蘭;馮寶華;杭寅;許祖彥;;Cr:LiSAF晶體飛秒激光放大器[A];2002年中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2002年

8 羅亦鳴;李明中;;48kW二極管陣列端面泵浦激光放大器[A];中國(guó)工程物理研究院科技年報(bào)（2002）[C];2002年

9 馮國(guó)英;歐群飛;李明中;;新型LD泵浦激光放大器熱效應(yīng)的計(jì)算模擬[A];第六屆全國(guó)激光科學(xué)技術(shù)青年學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2001年

10 蔣新穎;嚴(yán)雄偉;王振國(guó);鄭建剛;李明中;;重頻Yb:YAG水冷放大器介質(zhì)熱分布測(cè)量與控制[A];第十屆全國(guó)光電技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2012年

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1 李霄;板條激光放大器相干合成技術(shù)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 楊彬;Innoslab激光放大器設(shè)計(jì)[D];南京理工大學(xué);2016年

2 于灝洋;大能量板條激光放大器的研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2016年

3 呂昊鵬;二極管泵浦的板條激光放大器增益特性研究[D];西南交通大學(xué);2012年

4 劉文妍;Nd:YAG固體激光放大器的參數(shù)優(yōu)化研究[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2009年

5 張申金;高功率激光二極管陣列側(cè)面抽運(yùn)Nd:YLF激光放大器的研究[D];四川大學(xué);2004年

6 單小童;基于梯度摻雜介質(zhì)的重復(fù)頻率薄片激光放大器熱效應(yīng)特性研究[D];中國(guó)工程物理研究院;2011年

7 汪丹;端面泵浦激光放大器中的增益導(dǎo)引效應(yīng)[D];浙江大學(xué);2012年

8 羅斌;激光二極管泵浦Nd:YAG多程激光放大器研究[D];中國(guó)工程物理研究院北京研究生部;2000年

9 何洋;LD側(cè)面抽運(yùn)Nd:YAP 1.3μm激光放大器研究[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2012年

10 黃莎莎;激光二極管陣列側(cè)面泵浦棒狀Nd:Glass激光放大器的研究[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2009年

  本文關(guān)鍵詞：大能量板條激光放大器的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：254375