毫米波/太赫茲波在很多方面逐漸展現(xiàn)出了巨大的發(fā)展?jié)摿�。由于雙頻/雙波長激光器的輸出信號相位高度相關,頻差也更為穩(wěn)定,因此可以得到高純度且穩(wěn)定的毫米波/太赫茲波段拍頻信號。輸出信號功率均衡度和輸出脈沖的時間同步性直接影響光外差拍頻效率,可調(diào)諧的大頻差則能實現(xiàn)外差拍頻后的高頻信號輸出。本文提出了基于摻釹晶體的雙頻/雙波長激光器,并對其功率均衡調(diào)諧、頻差調(diào)諧以及脈沖時間同步進行了研究,最終分別獲得了大頻差功率均衡的雙頻/雙波長激光信號輸出及頻差可調(diào)諧的時間同步激光脈沖輸出。首先分析了摻釹激光器的基本結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)模式振蕩的條件;基于四能級粒子躍遷特性,推導了摻釹激光器的四能級穩(wěn)態(tài)速率方程,并進一步分析了該類激光器輸出參數(shù)的性質(zhì),這為優(yōu)化輸出光束質(zhì)量提供了理論參考。通過改變抽運功率和調(diào)節(jié)熱沉溫度等手段,探究了不同參數(shù)增益介質(zhì)雙頻微片激光器在功率均衡狀態(tài)時各參數(shù)之間的關系。結(jié)果表明:當抽運功率增加時,熱沉溫度與之呈負相關,雙頻激光功率積與之呈正相關。這表明摻釹晶體雙頻微片激光器均可通過改變抽運功率和熱沉溫度實現(xiàn)功率均衡的雙頻激光信號輸出。接著通過控制熱沉溫度,對Nd:YVO4/Nd:Gd VO4組合... 

【文章來源】：杭州電子科技大學浙江省

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

梅曼及其團隊研制的世界上首臺激光器——紅寶石固體激光器

杭州電子科技大學碩士學位論文3腔設計，并利用外部反饋裝置，通過自注入鎖定來實現(xiàn)輸出激光波長的窄帶發(fā)射，同時利用光混合的方式產(chǎn)生可調(diào)諧太赫茲信號。實驗證明，在785nm區(qū)域附近可得到功率均衡的雙頻信號，并最終實現(xiàn)0~9THz可調(diào)的信號輸出[29]。圖1.2可調(diào)諧雙頻固體激光器的實驗裝置及對應輸出激光頻譜圖[29]2011年，來自美國利哈伊大學的PZhao等人利用兩塊Nd:YLF晶體為增益介質(zhì)，并將其放置成“Y”型，設計出了一種“Y”型腔調(diào)Q固體激光器。該團隊先后在該腔內(nèi)放置一個被動調(diào)Q[12]和聲光調(diào)Q[11]器件，并利用兩路抽運對輸入功率進行控制，最終獲得了脈沖同步雙波長信號輸出，中心波長分別為1047nm（π偏振方向）和1053nm（σ偏振方向）。與此同時，通過使用非線性GaSe晶體，獲得了1.64THz的信號輸出。在被動調(diào)Q的實驗裝置中，兩個腔體共享了一個無源Q開關，這也大大降低了脈沖序列之間的時序抖動。被動調(diào)Q及聲光調(diào)Q的激光器示意圖分別如圖1.3(a)(b)所示。該團隊的研究對調(diào)Q實現(xiàn)脈沖的時間同步有著很好的借鑒意義，但是由于是“Y”型腔，其整體結(jié)構(gòu)不夠簡潔，且無法實現(xiàn)較大范圍的頻差調(diào)諧。圖1.3(a)被動調(diào)Q[12]和(b)聲光調(diào)Q[11]的雙頻Nd:YLF激光器示意圖2012年，來自日本東京大學的KNawata等人提出了一種基于Nd:YAG晶體的雙波長激光器，實驗裝置如圖1.4所示。實驗得到了中心波長分別為1319nm和1338nm的雙波長信

杭州電子科技大學碩士學位論文3腔設計，并利用外部反饋裝置，通過自注入鎖定來實現(xiàn)輸出激光波長的窄帶發(fā)射，同時利用光混合的方式產(chǎn)生可調(diào)諧太赫茲信號。實驗證明，在785nm區(qū)域附近可得到功率均衡的雙頻信號，并最終實現(xiàn)0~9THz可調(diào)的信號輸出[29]。圖1.2可調(diào)諧雙頻固體激光器的實驗裝置及對應輸出激光頻譜圖[29]2011年，來自美國利哈伊大學的PZhao等人利用兩塊Nd:YLF晶體為增益介質(zhì)，并將其放置成“Y”型，設計出了一種“Y”型腔調(diào)Q固體激光器。該團隊先后在該腔內(nèi)放置一個被動調(diào)Q[12]和聲光調(diào)Q[11]器件，并利用兩路抽運對輸入功率進行控制，最終獲得了脈沖同步雙波長信號輸出，中心波長分別為1047nm（π偏振方向）和1053nm（σ偏振方向）。與此同時，通過使用非線性GaSe晶體，獲得了1.64THz的信號輸出。在被動調(diào)Q的實驗裝置中，兩個腔體共享了一個無源Q開關，這也大大降低了脈沖序列之間的時序抖動。被動調(diào)Q及聲光調(diào)Q的激光器示意圖分別如圖1.3(a)(b)所示。該團隊的研究對調(diào)Q實現(xiàn)脈沖的時間同步有著很好的借鑒意義，但是由于是“Y”型腔，其整體結(jié)構(gòu)不夠簡潔，且無法實現(xiàn)較大范圍的頻差調(diào)諧。圖1.3(a)被動調(diào)Q[12]和(b)聲光調(diào)Q[11]的雙頻Nd:YLF激光器示意圖2012年，來自日本東京大學的KNawata等人提出了一種基于Nd:YAG晶體的雙波長激光器，實驗裝置如圖1.4所示。實驗得到了中心波長分別為1319nm和1338nm的雙波長信

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]Nd…GdVO4和Nd…YVO4晶體發(fā)射截面譜及微片激光器光譜的實驗研究[J]. 蔡美伶,胡淼,戴榮,陳松,李齊良,周雪芳,魏一振,盧旸,畢美華.  中國激光. 2017(11)
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[5]Nd∶YVO4雙頻微片激光器的模式競爭研究[J]. 胡淼,孫驍,李齊良,周雪芳,應娜,魏一振,盧旸,楊國偉,鄭堯元,韋勉.  中國激光. 2015(07)
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[8]LD泵浦超大頻差雙頻Nd:YAG激光器設計[J]. 盧偉超,劉蕓,焦明星.  西安理工大學學報. 2007(01)
[9]新型應力雙折射雙頻激光器[J]. 李巖,張書練,韓艷梅.  光電子·激光. 2001(03)

博士論文
[1]高功率固體激光振蕩器與放大器光束質(zhì)量控制技術研究[D]. 潘孫強.浙江大學 2013

碩士論文
[1]微片激光器的溫度特性研究[D]. 莊正.杭州電子科技大學 2017



本文編號：2963408