激光二極管（LD）泵浦的全固態(tài)激光器（DPSSL）具有高效率、壽命長、重量輕、光束質量好等優(yōu)勢,被廣泛應用于機械加工、醫(yī)療、科研、軍事等領域。本文對高溫激光二極管陣列（LDAs）泵浦的Nd:YAG激光器輸出特性及熱效應進行了研究,利用高溫泵源可以降低激光器散熱壓力的優(yōu)點,在實現激光器結構緊湊的基礎上獲得了大能量激光輸出。通過對Nd:YAG激光晶體的物理及光學特性進行研究,并與其它增益介質進行對比,分析了該晶體作為增益介質的優(yōu)勢,從理論上分析了晶體的能級結構,計算了晶體內部能級在不同工作溫度下的玻爾茲曼分布,證明其在高溫泵浦的固體激光器中可以穩(wěn)定且高效的實現激光輸出。通過利用Ansys軟件對不同泵浦情況下的晶體內溫度場分布以及由于溫度分布不均勻導致的晶體熱透鏡效應進行了模擬。根據四能級系統(tǒng)的速率方程,分析了影響激光器輸出特性的不同因素。分別設計了高溫LDAs端面泵浦和側面泵浦Nd:YAG電光調Q激光器。在端泵Nd:YAG電光調Q激光器實驗中,使用高溫LDAs作為泵浦源,通過特殊設計的導光錐結構的光束耦合系統(tǒng)對以布儒斯特角切分的Nd:YAG晶體進行泵浦。使用DKDP電光Q開關進行調Q操作,... 

【文章來源】：長春理工大學吉林省

【文章頁數】：77 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 本文研究背景及研究目的和意義
    1.2 國內外研究進展
        1.2.1 全固態(tài)激光器的發(fā)展歷程
        1.2.2 DPSSL國外研究現狀
        1.2.3 DPSSL國內研究現狀
    1.3 本論文研究內容
第二章 Nd:YAG激光器理論分析
    2.1 Nd:YAG晶體物理、光譜特性
        2.1.1 Nd:YAG晶體物理特性
        2.1.2 Nd:YAG晶體光譜特性
    2.2 Nd3+能級結構
    2.3 Nd:YAG的玻爾茲曼分布
    2.4 溫度對激光器輸出譜線的影響
    2.5 Nd:YAG激光躍遷的速率方程理論
        2.5.1 速率方程的建立
        2.5.2 速率方程的求解
    2.6 本章小結
第三章 Nd:YAG激光器熱效應研究
    3.1 LD端面抽運Nd:YAG激光晶體熱效應分析
        3.1.1 激光晶體熱分析物理模型的建立
        3.1.2 Nd:YAG晶體溫度場分布的仿真模擬
    3.2 Nd:YAG激光器諧振腔設計
        3.2.1 熱透鏡等效焦距的計算
        3.2.2 激光器諧振腔結構設計
    3.3 本章小結
第四章 高溫LDAs端面抽運緊湊型Nd:YAG電光調Q激光器研究
    4.1 主動調Q激光器理論研究
        4.1.1 主動調Q原理
        4.1.2 主動調Q速率方程
    4.2 LDAs端面泵浦緊湊型Nd:YAG電光調Q激光器設計
        4.2.1 高溫LDAs泵源設計
        4.2.2 光束耦合系統(tǒng)設計
        4.2.3 電光Q開關
    4.3 高溫LDAs端面泵浦緊湊型Nd:YAG電光調Q激光器輸出特性分析
    4.4 本章小結
第五章 高溫LDAs側面泵浦緊湊型Nd:YAG電光調Q激光器研究
    5.1 高溫LDAs側面泵浦緊湊型Nd:YAG電光調Q激光器設計
        5.1.1 高溫LDAs側面泵浦模塊的設計
        5.1.2 高溫LDAs側面泵浦Nd:YAG激光器實驗裝置
    5.2 高溫LDAs側面泵浦緊湊型Nd:YAG電光調Q激光器輸出特性分析
    5.3 本章小結
第六章 總結
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的成果
致謝



本文編號：3169548