【摘要】：雙頻激光器在衛(wèi)星激光測距、全息干涉測量、氣象參數(shù)確定和非線性光學頻率轉(zhuǎn)換等方面的潛在應用而受到極大的關(guān)注。摻釹材料的激光增益介質(zhì),由于較大的發(fā)射截面和寬帶泵浦光吸收特性,是雙頻微腔激光器的理想增益介質(zhì)材料。本文基于激光器的雙頻輸出,搭建具有一體化諧振腔Nd:GdVO_4和Nd:YVO_4雙頻微片激光器,研究Nd:GdVO_4和Nd:YVO_4雙頻微片激光器的熱效應以及基于熱效應的功率均衡輸出,具體如下:(1)基于激光器的雙縱模輸出,研究了熱效應對激光介質(zhì)晶體的影響,推導并證明了雙頻微片激光器的波長漂移率的公式,證明了隨著溫度的增加,微片激光器輸出激光的中心波長隨溫度的變化是線性的。(2)實驗研究了Nd:GdVO_4和Nd:YVO_4晶體發(fā)射截面譜的溫度特性,并根據(jù)發(fā)射截面譜與激光波長的對應關(guān)系,進一步研究了溫度對Nd:GdVO_4和Nd:YVO_4雙頻微片激光器輸出光譜的影響。實驗結(jié)果表明,在所研究的溫度范圍內(nèi),Nd:GdVO_4和Nd:YVO_4晶體發(fā)射截面譜隨溫度升高中心波長發(fā)生紅移、發(fā)射截面譜峰值下降,且均與溫度呈準線性關(guān)系;對應的雙頻微片激光器波長也隨溫度升高呈現(xiàn)線性紅移,但雙頻頻差保持不變;晶體發(fā)射截面譜和激光波長的共同紅移作用下,雙頻激光分量的功率均衡度發(fā)生變化。Nd:GdVO_4雙頻激光器輸出功率均衡度受溫度影響較小輸出雙頻激光功率更為理想。(3)基于FL公式,建立并闡述微片激光器功率均衡機制模型,重點研究功率均衡處泵浦功率與熱沉溫度關(guān)系。實驗結(jié)果表明,激光二極管泵浦功率不變,Nd:GdVO_4和Nd:YVO_4雙頻微片激光器的激光介質(zhì)晶體的內(nèi)外溫差恒定。(4)基于雙頻微片激光器的功率均衡機制,進一步研究功率均衡處泵浦功率與熱沉溫度關(guān)系。實驗結(jié)果表明,當泵浦功率增加時,三種雙頻激光器的功率均被調(diào)整,Nd:GdVO_4雙頻激光器未發(fā)生模式跳變,功率乘積呈穩(wěn)定增加,中心波長變化率較小,穩(wěn)定性好,是較為理想的功率可調(diào)諧的雙頻激光器。
【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
【圖文】：

投入激光工作的激光器，與其他種類的激光器構(gòu)緊湊以及使用壽命長[1]。基于這些優(yōu)點，固有廣泛的應用[2-7]。上世紀六十年代，世界上第激光器）出現(xiàn)在世人面前[8]。隨后，Nd:YAG（卓越的熱學性質(zhì)等優(yōu)點成為科學家們喜愛的研達瓶頸期，氣體激光器和染料激光器代替固體中后期，新型的固體激光材料的發(fā)現(xiàn)以及 LD（的同時，成本開始大幅下降，固體激光器又重 1989 年由 Zayhowski 提出，微片激光器一般由腔長為 mm 級別的固體激光器，其結(jié)構(gòu)示意圖單等優(yōu)點[11]，Zayhowski 通過搭建以 Nd:YAG1064nm 附近激光輸出，該輸出具有低閾值，高使用的材料量少，制造工藝簡單，成本非常低優(yōu)良的熱學性質(zhì)，因此摻釹微片激光器適于高重

圖 1.2 激光器諧振腔示意圖以及輸出最大頻差雙頻激光[22]似地，M. Brunel 等人于 2004 年利用雙軸晶體為固體激光器的增益介質(zhì)以及雙調(diào)節(jié)并固定標準具的角度從而獲得兩個正交的線性本征態(tài)的激光輸出，實驗裝。實驗結(jié)果表明， Er:Yb:glass 晶體作為活性介質(zhì)可獲得拍頻頻差為 2.7 TH出，同時指出該激光器的頻率差僅增益帶寬限制，文中還論證了超低溫生長的關(guān)中使用光混合在室溫下產(chǎn)生連續(xù)太赫茲信號的可能性[23]。

調(diào)節(jié)并固定標準具的角度從而獲得兩個正交的線性本征態(tài)的激光輸出，實驗裝置如圖1.3 所示。實驗結(jié)果表明， Er:Yb:glass 晶體作為活性介質(zhì)可獲得拍頻頻差為 2.7 THz 的純凈信號輸出，同時指出該激光器的頻率差僅增益帶寬限制，文中還論證了超低溫生長的 GaAs光電開關(guān)中使用光混合在室溫下產(chǎn)生連續(xù)太赫茲信號的可能性[23]。圖 1.3 雙軸晶體激光器實驗裝置示意圖及輸出頻差[23]2005 年，日本東京大學 J Dong，A Shirakawa 等人報道了一種模擬激光二極管泵浦低閾值和緊湊的被動調(diào) Q 的 Yb:YAG 微片激光器，如圖 1.4 所示。通過數(shù)值求解耦合率方程，研究了自調(diào) Q Cr，Yb:YAG 激光器的動態(tài)特性和激光特性。對 Q 開關(guān) Cr

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本文編號：2749138