【摘要】：藍(lán)光激光器在激光醫(yī)療、光學(xué)高密度存儲(chǔ)、激光彩色顯示等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用,目前由于受到晶體基頻光波長(zhǎng)限制,通過倍頻很難直接獲得480nm-500nm波段藍(lán)色激光,所以近年來用和頻手段獲得480nm-500nm藍(lán)光成為重要的研究方向。但現(xiàn)階段和頻獲得藍(lán)光方法受基頻光在激光晶體中存在較強(qiáng)的增益競(jìng)爭(zhēng)與基頻光光子數(shù)配比影響,輸出藍(lán)光功率及光束質(zhì)量并不理想。針對(duì)以上問題,為獲得功率較高、光束質(zhì)量良好的480nm-500nm藍(lán)光,本文提出了一種基于腔內(nèi)泵浦技術(shù)和頻獲得491nm藍(lán)光的新方法,該技術(shù)解決了增益競(jìng)爭(zhēng)問題。本論文從以下幾方面開展了研究。1、基于準(zhǔn)三能級(jí)、四能級(jí)速率方程建立了腔內(nèi)泵浦雙波長(zhǎng)理論模型。根據(jù)腔內(nèi)泵浦模型,模擬了腔內(nèi)光子數(shù)在不同條件下的變化情況,對(duì)不同波長(zhǎng)的準(zhǔn)三能級(jí)和四能級(jí)激光組合獲得和頻藍(lán)光的效率進(jìn)行了對(duì)比分析,確定了實(shí)現(xiàn)光子數(shù)配比為1:1的最佳條件,最終確定采用912nm、1064nm基頻光進(jìn)行腔內(nèi)泵浦和頻。2、設(shè)計(jì)了腔內(nèi)泵浦模型的諧振腔,通過優(yōu)化對(duì)比確定了準(zhǔn)三能級(jí)和四能級(jí)的腔長(zhǎng)為70mm和45mm,并在此基礎(chǔ)上,從和頻三波耦合方程及其相位匹配條件出發(fā),結(jié)合和頻轉(zhuǎn)換效率確定了LBO非線性和頻晶體長(zhǎng)度為10mm,最佳匹配角為θ°=90,?°=6.16。3、在腔內(nèi)泵浦理論模型基礎(chǔ)上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,利用全固態(tài)激光器小型化優(yōu)勢(shì)采用緊湊的直腔結(jié)構(gòu),得到了912nm、1064nm雙波長(zhǎng)輸出,在此基礎(chǔ)上,根據(jù)理論模擬使用更長(zhǎng)的10mm四能級(jí)晶體優(yōu)化了腔內(nèi)光子數(shù)配比,當(dāng)準(zhǔn)三能級(jí)晶體吸收808nm泵浦功率為14.45W時(shí),在1064nm透過率為5%,912nm透過率為2%的腔鏡情況下得到雙波長(zhǎng)總輸出功率為2.4W,并據(jù)此可推算出腔內(nèi)功率可達(dá)50W以上,插入LBO非線性和頻晶體并改換輸出鏡為藍(lán)光高透基頻光全反的腔鏡后得到了142mW穩(wěn)定的491nm藍(lán)光輸出,光-光轉(zhuǎn)化效率達(dá)到0.98%。
【圖文】：

倍頻456nm藍(lán)色光激光裝置圖

倍頻456nm藍(lán)光裝置圖
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)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)：2557453