為了優(yōu)化高功率板條激光器的光束質(zhì)量,在晶體尺寸和泵浦條件限定時(shí),可以提高單側(cè)基模光束的尺寸以限制腔內(nèi)部分高階模的振蕩,達(dá)到提高激光光束質(zhì)量的目的。本論文根據(jù)上述思想研究半導(dǎo)體側(cè)面泵浦板條激光器的光束質(zhì)量改善。文章對(duì)LD側(cè)面泵浦板條激光器進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、理論仿真和實(shí)驗(yàn)研究。設(shè)計(jì)了熱焦距的測(cè)量方案,并實(shí)驗(yàn)分別測(cè)量了激光器在泵浦狀態(tài)下水平和豎直方向熱焦距,建立了熱透鏡等效模型,進(jìn)行了等效腔穩(wěn)定性及腔內(nèi)基模光斑半徑的仿真分析,在仿真計(jì)算多種腔型后將平凹腔與平平腔結(jié)構(gòu)進(jìn)行了對(duì)比性實(shí)驗(yàn)研究。理論分析表明,平凹腔相較于平平腔,晶體端面一側(cè)的基模光束尺寸水平和豎直方向均會(huì)擴(kuò)大。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在泵浦電功率1030W時(shí),測(cè)得寬度方向和高度方向熱焦距分別為99.4mm和327.7mm。當(dāng)同樣的泵浦電流20A輸入,腔長(zhǎng)均為370mm時(shí),平凹腔輸出功率59.9W,稍小于平平腔的101.2W。但輸出光束水平方向M~2因子由115.6顯著優(yōu)化至32.9,豎直方向M~2因子由116.4顯著優(yōu)化為60.9。本論文驗(yàn)證了擴(kuò)大單側(cè)基模尺寸可以限制高階模式從而優(yōu)化光束質(zhì)量,而同時(shí)由于實(shí)際振蕩模式數(shù)降低,晶體利用率下降,使得輸出功率下降。并提出了進(jìn)一步優(yōu)化板條激光器性能的研究方向,該研究對(duì)于板條激光器輸出獲得高質(zhì)量輸出及相關(guān)應(yīng)用有實(shí)際意義。
【學(xué)位單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN248
【部分圖文】：

圖 2-1 側(cè)面泵浦板條激光器原理圖 2-1 可知，側(cè)面泵浦激光器泵浦源是激光二極管陣列，泵浦光從，M1、M2分別為全反鏡和輸出鏡，晶體和泵浦陣列都通水冷卻。介質(zhì)選型率固體激光器輸出功率一般為百瓦級(jí)，增益介質(zhì)是激光器的核心常都采用光泵浦，因此作為增益介質(zhì)材料的對(duì)泵浦光波長(zhǎng)需有很強(qiáng)的熒光躍遷有較高的量子效率，否則大量的泵浦光能量將被浪費(fèi)且。由于板條激光器的晶體幾何形狀結(jié)構(gòu)特殊，所以很難使泵浦光像勻分布到整個(gè)晶體上，因此在同等條件下，板條激光器的泵浦效率光器。故而，本研究計(jì)劃選用與圓棒幾何體積近似的板條晶體，作質(zhì)。為了提高晶體材料的性能，會(huì)在晶體中摻雜少量的過(guò)渡金屬、稀

將轉(zhuǎn)化為熱能。由于激光躍遷過(guò)程中的熒光量子效率總是小于 1 的，移至晶格之內(nèi)產(chǎn)生廢熱[41]。較低時(shí)，激光介質(zhì)的熱效應(yīng)并不太明顯，但泵浦功率廢熱會(huì)導(dǎo)致激光晶體的溫度升高，引起晶體形變和折諧振腔的穩(wěn)定性，腔內(nèi)的模式，并使輸出效率下降，的泵浦和冷卻系統(tǒng)。d:YAG 晶體作為激光增益介質(zhì)，其主要吸收峰在 808n 的 DPSSL 泵浦模塊，晶體四個(gè)側(cè)面毛化，可以方便側(cè)為接近圓棒幾何尺寸的板條晶體，同時(shí)我們預(yù)期出光北京海特光電公司 DPL 泵浦模塊系列-300WDPL 模塊工作電流 0-32A，正向偏壓 0-60V，適用晶體尺寸 Φ5如圖 2-2 所示：

其意義在于提供光學(xué)正反饋，振腔的腔型與結(jié)構(gòu)參數(shù)會(huì)直接影響激光諧振頻率等等一系列性能參數(shù)。對(duì)于 D諧振腔的結(jié)構(gòu)，并且由于晶體幾何結(jié)構(gòu)此需要將晶體水平方向和豎直方向熱效應(yīng)并據(jù)此合理選擇諧振腔的結(jié)構(gòu)參數(shù)型振蕩工作時(shí)，晶體在光泵浦的作用下會(huì)泵浦功率變化而變化，自然諧振腔的參考慮在一級(jí)近似下，圓棒 Nd:YAG 的熱為 f。如圖 2-3 所示：

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 薛正源;於春蓮;張富根;;同軸氙燈泵浦下對(duì)三聯(lián)苯的激光振蕩[J];應(yīng)用激光;1987年02期

2 張開(kāi)昌,秦莉娟,王祖賡,鄭一善;鉀分子的二步泵浦光離解受激輻射[J];中國(guó)激光;1988年05期

3 姜亞南,GalenB.King,NormandM.Laurendeau,RonaldJ.Kneisler,FredE.Lytle;一種高壓火焰燃燒檢測(cè)的新技術(shù)——異步光學(xué)取樣法[J];中國(guó)激光;1988年11期

4 王祖賡,李敏;光學(xué)泵浦的鋰分子激光[J];物理學(xué)報(bào);1988年10期

5 馬錦秀,徐至展;激光等離子體拍頻波加速器中泵浦倒空的消除[J];物理學(xué)報(bào);1988年10期

6 羅寧一,陳紹和,陳慶浩,曹渭樓,吳鴻興,鄧錫銘;飽和吸收體腔內(nèi)壓縮瞬態(tài)同步泵浦鎖模光脈沖[J];激光雜志;1988年05期

7 張賢義;發(fā)藍(lán)光的Nd:YAG激光器[J];激光技術(shù);1988年05期

8 ;專利與文獻(xiàn)[J];激光與紅外;1988年10期

9 ;科技進(jìn)展[J];激光與紅外;1988年02期

10 邱明新;D.K.Brandon;;185-800nm全復(fù)蓋頻率可調(diào)相干光源[J];應(yīng)用激光;1988年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 夏茂鵬;高冬陽(yáng);李健軍;鄭小兵;;泵浦光的入射角對(duì)參量下轉(zhuǎn)換的影響[A];第十五屆全國(guó)光學(xué)測(cè)試學(xué)術(shù)交流會(huì)論文摘要集[C];2014年

2 郎利影;邢岐榮;李術(shù)新;徐世祥;王鍇;柴路;王清月;;雙光子吸收及泵浦光斑對(duì)太赫茲輻射的影響[A];光電技術(shù)與系統(tǒng)文選——中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)光電技術(shù)專業(yè)委員會(huì)成立二十周年暨第十一屆全國(guó)光電技術(shù)與系統(tǒng)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

3 褚政;劉勁松;;強(qiáng)太赫茲場(chǎng)下光生載流子量子產(chǎn)生效率與泵浦光強(qiáng)度關(guān)系研究[A];第十三屆全國(guó)紅外加熱暨紅外醫(yī)學(xué)發(fā)展研討會(huì)論文及論文摘要集[C];2011年

4 夏夢(mèng);楊秀秀;尹燕寧;夏勇;印建平;;激光頻率源對(duì)氟化鎂分子冷卻光和泵浦光長(zhǎng)期穩(wěn)定性的影響[A];第十七屆全國(guó)量子光學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議報(bào)告摘要集[C];2016年

5 ;Ultra-high Ultra-short OPCPA Laser Development[A];Strong Field Laser Physics--Proceedings of CCAST(World Laboratory) Workshop[C];2002年

6 K.Kassi;吳令安;C.Fabre;;以參量振蕩器級(jí)連非線性壓縮泵浦光的量子噪聲[A];第七屆全國(guó)量子光學(xué)學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)論文摘要集[C];1996年

7 鄭寄托;何兵;周軍;范元媛;;利用剩余泵浦光在線監(jiān)測(cè)全光纖高功率激光器功率[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

8 林傲祥;;萬(wàn)瓦級(jí)泵浦增益一體化復(fù)合功能激光光纖[A];2018年版中國(guó)工程物理研究院科技年報(bào)[C];2018年

9 付申成;王國(guó)政;李野;姜德龍;吳奎;端木慶鐸;田景全;;螺VA嗪摻雜的聚合物薄膜在紫外光預(yù)輻照下的光存儲(chǔ)性能分析[A];中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];2006年

10 陳昭炫;王苗慶;蔡志平;;光纖拉曼激光器的解析解[A];全國(guó)第十一次光纖通信暨第十二屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議（OFCIO’2003）論文集[C];2003年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 實(shí)習(xí)生　姜靖;提速：從30分鐘到3秒鐘[N];科技日?qǐng)?bào);2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 沈炳林;堿合屬蒸氣激光及其放大器的穩(wěn)態(tài)和含時(shí)特性研究[D];浙江大學(xué);2018年

2 陳進(jìn);高功率LD泵浦的內(nèi)腔倍頻Nd:YAG激光器研究[D];天津大學(xué);2003年

3 張勇;LD泵浦的多模固體激光器自混合干涉效應(yīng)的理論與應(yīng)用研究[D];天津大學(xué);2003年

4 解慧明;LD側(cè)泵高功率全固態(tài)532nm、355nm激光器研究[D];西北大學(xué);2006年

5 李桂秋;LD泵浦全固態(tài)調(diào)Q激光特性理論與實(shí)驗(yàn)研究[D];山東大學(xué);2006年

6 李德春;全固態(tài)調(diào)Q激光器關(guān)鍵性能參數(shù)的優(yōu)化[D];山東大學(xué);2007年

7 范秀偉;全固態(tài)多波長(zhǎng)激光特性研究[D];山東師范大學(xué);2008年

8 張瑞亮;高效寬帶可調(diào)諧Si棱鏡陣列耦合THz波參量振蕩器研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

9 孟騰飛;基于泵浦—探測(cè)機(jī)制的選擇反射光譜研究[D];山西大學(xué);2017年

10 李忠洋;基于非線性光學(xué)方法產(chǎn)生高功率THz波輻射源的研究[D];天津大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 郭娜;LD泵浦的kHz，Er~(3+)/Yb~(3+):glass被動(dòng)調(diào)Q微型固體激光器研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2018年

2 熊新健;側(cè)面泵浦板條激光器的性能研究[D];華中科技大學(xué);2019年

3 徐鑫泉;基于泵浦-探測(cè)技術(shù)的超快過(guò)程研究[D];東南大學(xué);2018年

4 劉鐸;LD泵浦的Nd:YVO_4/KTP激光器的研究[D];西安工業(yè)大學(xué);2018年

5 宋佳佳;LD側(cè)面泵浦Nd:YAG高增益電光調(diào)Q激光器研究[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2018年

6 范灝然;LD共振泵浦高重頻Nd:YVO_4激光器研究[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2018年

7 雷成敏;基于光纖拉錐的側(cè)面泵浦合束器及超連續(xù)譜研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

8 余宇;基于分布式側(cè)面耦合包層泵浦光纖的高功率振蕩器研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

9 邢爽;LD共振泵浦內(nèi)腔MgO:PPLN中紅外光參量振蕩器研究[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2018年

10 陳科雨;基于陡前沿泵浦光的高效率OPO激光技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

本文編號(hào)：2811370