2μm波段是大氣傳輸?shù)拇翱?同時(shí)還是人眼的安全波段,特別是這個(gè)波段覆蓋著很多分子的吸收峰(如H2O、CO2、NO2等)。由于這些特殊性質(zhì),發(fā)射波長在2μm的激光被廣泛地應(yīng)用到激光通信、醫(yī)療領(lǐng)域、大氣污染監(jiān)測等科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中。近看來,隨著各個(gè)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域需求的發(fā)展,不斷探索常溫運(yùn)行的新型單摻Ho激光器極具現(xiàn)實(shí)意義。本論文以新型單摻Ho:SYSO混合晶體為研究對象,從以下幾個(gè)方面開展了新型Ho:SYSO混合晶體2μm激光特性的研究工作。首先,運(yùn)用Mc Cumber和Judd-Ofelt理論研究了Ho:SYSO晶體的光譜特性。在室溫下測量的Ho:SYSO晶體的吸收光譜,計(jì)算出了晶體的有效發(fā)射截面,進(jìn)而計(jì)算出晶體能級壽命。最后通過發(fā)射截面和吸收截面計(jì)算出晶體的增益截面,并與相同摻雜濃度的Ho:SSO晶體進(jìn)行對比分析。結(jié)果表明,Ho:SYSO晶體的最強(qiáng)吸收峰位于1943nm處,受激吸收截面為1.24×10-20 cm2,其最強(qiáng)發(fā)射峰位于2036nm處,受激發(fā)射截面為2.13×10-20cm2,峰值半高寬為114nm。5I7能級壽命為1.9ms。在理論上,根據(jù)單摻Ho激光器的準(zhǔn)二能級速率方程模型,分析了飽和反轉(zhuǎn)粒子數(shù)、閾值反轉(zhuǎn)粒子數(shù)與溫度之間的關(guān)系,還分析了輸出鏡透過率等參數(shù)對輸出功率的影響。通過建立晶體的熱傳導(dǎo)方程,求解出運(yùn)轉(zhuǎn)過程中晶體的溫度分布,同時(shí)計(jì)算出晶體的熱透鏡與泵浦功率的關(guān)系。結(jié)果表明,在常溫下工作時(shí)熱焦距ft h150mm;泵浦功率為15W時(shí),晶體內(nèi)最大溫差(35)T=16°C。在實(shí)驗(yàn)上,研究了不同透過率對Ho:SYSO激光器輸出功率和輸出光譜的影響。此外,還研究了諧振腔長度,晶體工作溫度對激光輸出的影響。在晶體工作溫度為283K,輸出耦合透過率為11.7%,泵浦功率為12.8W時(shí),獲得了輸出波長在2108.5nm附近的激光輸出。激光器最大輸出功率為1.88W,相應(yīng)的斜效率為14.1%,光束質(zhì)量為1.05。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN248
【部分圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文為 16W 時(shí)，獲得了 λ=2011nm，功率為 3W 的激光方面，取得了波長范圍 2050~2160nm 的寬帶調(diào)諧激已報(bào)導(dǎo)的單摻 Ho 激光器中最大的可調(diào)諧范圍，其圖 1-1 所示；在單頻輸出方面，采用雙珀羅標(biāo)準(zhǔn)具m，最大輸出功率為 590mW，光束質(zhì)量 M2=1.17 的

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文，然后測量晶體在各個(gè)波長的發(fā)射強(qiáng)度，但是對 本就是它的一個(gè)發(fā)射波長，沒有將這個(gè)波長的光更長一點(diǎn)的波長附近符合的比較好，接下來討論果看出，在 2.036μm 處有最大的發(fā)射截面em=2.的能級輻射壽命 =1/A=1.9ms，半高半寬度為 11的吸收光譜和發(fā)射光譜em=1.12×10-20cm2 [46]。無大發(fā)射截面都將近增大了一倍，所以 SYSO 晶體 功 率 和 更 大 的 激 光 輸 出 。 Ho:SSO 晶 體 對 應(yīng)，可見新晶體的輻射壽命也有明顯的提高。

晶體的能級結(jié)構(gòu)體中泵浦光吸收和激光發(fā)射均在5I8和5I7的光器屬于有帶內(nèi)泵浦(1.94μm 2.1μm)的準(zhǔn)二來說帶內(nèi)泵浦這種方式顯著的優(yōu)勢就是泵浦接近，量子虧損很小，只有微弱的中間能級故而激光器的在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的熱負(fù)載比理很友好，利于高效率的激光器運(yùn)轉(zhuǎn)。 1940nm 附近的泵浦光，然后通過交叉弛豫一個(gè)粒子數(shù)布居，因此其理論泵浦量子效激光器的一個(gè)顯著特點(diǎn)。由于上轉(zhuǎn)換效應(yīng)的主粒子)通過自發(fā)輻射弛豫到基態(tài)5I8上，同吸收輻射的能量而躍遷到更高的能級，如圖。記5I8、5I7、5I6和5I5能帶分別為 1、2、示意圖如 3-1 所示。
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

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相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

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相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

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本文編號：2847152