【摘要】：半導體二極管(LD)抽運的固體微片激光器因為其具有轉化效率高、結構緊湊、信號輸出穩(wěn)定、價格相對低廉等優(yōu)勢,成為固體激光器研究領域的熱門之一。在光通信領域,毫米波技術也在即將商用的5G網(wǎng)絡中會有極大的應用前景和價值。使用光學方法產生毫米波信號,利用外差拍頻技術獲得優(yōu)質的射頻信號需要提供相干性良好的雙頻信號,相比于采用兩個獨立的單頻激光器輸出兩束激光信號進行外差,使用雙波長激光器是一種更好的選擇,因為雙頻激光信號是來自同一個諧振腔,所以兩束信號的相位一致性要優(yōu)于兩個獨立振蕩的單頻激光源。但雙頻信號輸出功率比值將直接影響到外差拍頻效果,目前對于雙頻信號輸出的功率均衡調諧研究報道很少,所以本文去研究雙頻微片激光器的輸出信號功率調諧并獲得最大功率乘積十分有意義。本文從這個角度出發(fā),先研究雙頻微片激光器工作時晶體介質的相關熱效應理論,通過仿真分析獲得一些結論。為第四章的實驗研究提供了理論參考。本文具體研究內容可以分為以下幾個方面:(1)簡要概述了固體激光器的一些背景知識,并對本文激光器選用晶體增益材料做了介紹,然后還對微片激光器近些年的研究報道做了歸納梳理。(2)闡述了激光產生的基本原理,并對光學諧振腔做了較為詳細的介紹,包括光學諧振腔的分類、結構和起振條件。然后對本文所用的晶體材料屬于四能級結構,進行了四能級速率方程的推導,給出了縱模輸出條件描述表達式。(3)對微片激光器工作過程中溫控模塊進行建模,建立仿真分析理論模型。圍繞建立的模型,借助有限元分析軟件,探究工作時晶體內部中心點溫度與抽運電流大小和溫控溫度之間的關系,從而發(fā)現(xiàn)抽運電流與溫控溫度之間存在一種線性關系,當提高抽運電流,溫控溫度降低指定值,可實現(xiàn)晶體內部溫度的不振蕩。(4)對微片激光器的均衡機制可調諧做了實驗研究,討論如何實現(xiàn)功率均衡溫度的可調諧問題。根據(jù)第三章熱分析研究得出的結論,通過研究發(fā)現(xiàn),當雙頻激光器輸出雙頻功率穩(wěn)定之后,當抽運電流提高,可以通過調節(jié)指定的溫控溫度,實現(xiàn)雙頻信號的功率均衡,完成了雙頻功率均衡信號的可調諧。
【圖文】：

傳統(tǒng)的閃光燈其使用壽命大概在 300-100于閃光燈，可達 16000 小時以上。LD 抽運源的輸出也于制成全固態(tài)的固體激光器。使其維護要求變低，便于使其快速進入市場，走向應用化和市場化道路。目前，礎研究、高精度檢測監(jiān)測、微量分析、光通信以及國防價值。固體激光器的范疇，是指激光器中的光學諧振腔長度在兩個單頻激光器分別輸出單頻激光信號相比，使用單一的選擇，，雙頻激光器主要是指可以穩(wěn)定輸出兩束頻率信器，本文主要研究的正是微片激光器，雙頻輸出機制在器這個概念最早來自國外，在 1989 年，來自美國著名的名科學家 J.J.Zayhowski 和 Mooradian 率先提出，當時他(Yb3+)摻入釔鋁石榴石(YAG)基質作為激光器工作物質的 1300nm 的雙頻激光輸出[7]。

一般為過渡族金屬離子或者正三價的稀土離子，基質晶體中形成摻雜型的激光晶體介質�；|晶體作為激光晶體材料的氟化物、鉬酸鹽、和硼酸鹽等玻璃晶體。它主要要求必須擁夠易制備出大尺寸的光學質量良好的晶體；基質的陽離子和需要相近，確保摻雜后晶體介質的光學性能不影響原來的晶質晶體的熱導率、光譜吸收率和工作時發(fā)射波長等物理特性譜特性，而且基質晶體的熱學特性也直接決定了著摻雜晶體在自身的激活離子相互影響決定了晶體介質的光譜吸收率和基質物質其陽離子和摻雜的激活離子的半徑大小和價態(tài)絕對料種類繁多，目前可查的數(shù)量已達 300 多種。依據(jù)基質晶體列晶體、氟化物系列晶體、鉬酸鹽系列晶體、硼酸鹽系列晶后根據(jù)摻雜的激活離子種類不同，例如三價鉻離子（Cr3+）、三b4+）和三價的銩離子（Tm3+），還可以做進一步的細分。O4晶體介質特性介紹
【學位授予單位】：杭州電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN248

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本文編號：2652549