脈沖固體激光器的研究
發(fā)布時(shí)間：2021-07-21 13:09
脈沖固體激光器在激光切割、激光焊接、激光遙感、衛(wèi)星通訊、生物醫(yī)療等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。本文主要從Nd:YAG脈沖固體激光器出發(fā),研究了其光束模式分布情況,獲得了高光束質(zhì)量的1.064μm激光輸出,利用非線性晶體效應(yīng)進(jìn)一步研究了光參量振蕩器（OPO）,獲得了 1.57μm波段激光輸出。具體的研究?jī)?nèi)容如下:（1）基于自再現(xiàn)理論分別建立了不同腔型條件下理論模型,理論模擬了平凹穩(wěn)腔、高斯非穩(wěn)腔、基于內(nèi)腔硬邊光闌的高斯非穩(wěn)腔自再現(xiàn)時(shí)輸出光束模式分布情況,分析了腔長(zhǎng)、晶體位置以及其它參數(shù)對(duì)模式分布的影響。根據(jù)理論模擬結(jié)果得出高斯非穩(wěn)腔相比于平凹穩(wěn)腔能夠有效的抑制高階模式的產(chǎn)生,通過在腔內(nèi)選擇適當(dāng)?shù)墓怅@孔徑以及合適的光闌位置可以進(jìn)一步改善高斯非穩(wěn)腔的模式分布,獲得均勻、平滑的基橫模式分布。（2）分別對(duì)平凹穩(wěn)腔、高斯非穩(wěn)腔、內(nèi)腔硬邊光闌高斯非穩(wěn)腔Nd:YAG脈沖固體激光器諧振腔參數(shù)進(jìn)行了選取,優(yōu)化了激光器諧振腔參數(shù)。針對(duì)穩(wěn)腔、非穩(wěn)腔Nd:YAG脈沖固體激光器進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試,分析了不同腔型下激光器輸出參量特性,得出了與平凹穩(wěn)腔相比高斯非穩(wěn)腔明顯改善了光束質(zhì)量,在泵浦電壓為900v條件下獲得了最大輸出能量...
【文章來(lái)源】：沈陽(yáng)理工大學(xué)遼寧省
【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
圖２．１自再現(xiàn)模式形成??Ｆｉｇ２．１?Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｅｌｆ?ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｍｏｄｅ??
?Ｗ３?？．．?ｔｌｑ?Ｗ＾ｒ＋１??圖２．１自再現(xiàn)模式形成??Ｆｉｇ２．１?Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｅｌｆ?ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｍｏｄｅ??２．１．２脈沖固體激光器自再現(xiàn)理論模型建立??２．１．２．１基于菲涅爾衍射的自再現(xiàn)理論模型??激光諧振腔輸出模式的好壞是衡量激光器性能的重要參數(shù)。光學(xué)中著名的惠??更斯－菲涅爾原理從理論上分析了光腔衍射問題的根本，是研究腔內(nèi)自再現(xiàn)模式的??理論基礎(chǔ)。菲涅爾－基爾霍夫衍射積分方程是由普遍的電磁理論推導(dǎo)得出，基于菲??涅爾衍射理論由諧振腔某一參考平面上的振幅和相位分布可以獲得光波場(chǎng)在腔內(nèi)??任意空間上的振幅和相位分布。??５２?＾??ＷＩＮＣＩＭ）??二?＿＿＿．??Ｕ２（Ｘ２＾２）?ｎ??ｍ２?祕(mì)??圖２．?２平面開腔結(jié)構(gòu)圖??Ｆｉｇ２．２?Ｔｈｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ｐｌａｎｅ?ｏｐｅｎ?ｃａｖｉｔｙ??Ａ／，、Ｍ２為諧振腔腔鏡，其所在平面分別為＆、公，Ｍｌ、Ｍ２分別為腔鏡Ｍ！、Ｍ２??上的任意一點(diǎn)坐標(biāo)，ｐ為兩腔鏡上點(diǎn)Ｍｌ、ｍ２間距離，０為公的法線與ｐ之間的夾??角。如果以腔鏡所在的平面為參考平面，腔鏡Ｍ２所在的平面為觀察平面，??的初始光場(chǎng)分布為均勻平面光場(chǎng)，則根據(jù)菲涅爾衍射積分公式可以得到腔鏡Ｍ２上??的點(diǎn)Ｗ２光場(chǎng)分布為：??Ｉｋ?ｅ＿ｉｋｐ??Ｕ２（ｘ２，ｙ２＇）?＝?—?＋?ｃｏｓｄ）ｄｘ１ｄｙ１?（２－２）??以菲涅爾衍射積分公式為理論基礎(chǔ)
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【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]短弧脈沖氙燈瞬間發(fā)射光脈沖能量測(cè)量[J]. 趙友全,張意賀,劉瀟,郭德霞,梁秀麗,王先全. 光電子·激光. 2017(02)
[2]氙燈泵浦Nd:YAG激光器的可靠性分析[J]. 李德鵬,李寶忠,包照日格圖. 激光與紅外. 2015(11)
[3]基于MgO:APLN的1.57μm/3.84μm連續(xù)波內(nèi)腔多光參量振蕩器研究[J]. 于永吉,陳薪羽,成麗波,王超,吳春婷,董淵,李述濤,金光勇. 物理學(xué)報(bào). 2015(22)
[4]1.57μm內(nèi)腔式KTP光學(xué)參量振蕩器[J]. 鐘艷,韓克禎,何京良. 激光與紅外. 2015(07)
[5]激光技術(shù)在加工工業(yè)領(lǐng)域和軍事領(lǐng)域的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 李忠建,崔麗. 航空制造技術(shù). 2013(21)
[6]35μm光學(xué)參量振蕩器研究進(jìn)展及其應(yīng)用[J]. 蘇寧,張茂,任鋼,劉全喜,幸建國(guó). 光學(xué)技術(shù). 2013(04)
[7]高斯變反鏡改善板條激光器光束質(zhì)量的研究[J]. 王文濤,劉洋,王超,劉磊,劉剛,梁興波,唐曉軍. 激光與紅外. 2012(09)
[8]內(nèi)腔式虛共焦非穩(wěn)腔光參量振蕩器激光器的光束質(zhì)量檢測(cè)[J]. 李剛,毛少娟,張雛,李莉,王元鉑. 應(yīng)用光學(xué). 2012(02)
[9]圓形高斯鏡平凹腔腔鏡傾斜時(shí)光場(chǎng)模式分析[J]. 李闊湖,宋月麗,姚東永,景東山. 光學(xué)技術(shù). 2012(01)
[10]LD端面泵浦聲光調(diào)QNd:YVO4/KTA 1.53μm光學(xué)參量振蕩激光器[J]. 陳慧彬,朱海永,張戈,黃呈輝,鄭益群,魏勇,段延敏,王鴻雁,邱港. 強(qiáng)激光與粒子束. 2010(02)
博士論文
[1]人眼安全激光器及超連續(xù)譜研究[D]. 張華年.山東大學(xué) 2015
[2]3000W燈泵浦脈沖Nd:YAG固體激光器技術(shù)研究[D]. 姜夢(mèng)華.北京工業(yè)大學(xué) 2012
[3]高平均功率光纖脈沖激光技術(shù)研究[D]. 吳聞迪.曲阜師范大學(xué) 2012
[4]高平均功率固體激光的熱效應(yīng)研究[D]. 汪曉波.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2008
碩士論文
[1]基于多段鍵合Nd:YVO4晶體的1.5微米人眼安全拉曼激光器研究[D]. 安珍妮.山東師范大學(xué) 2017
[2]LD端面泵浦Tm:YAP/BaWO4拉曼激光器輸出特性研究[D]. 李穎.哈爾濱工程大學(xué) 2017
[3]LD泵浦1.5μm微型固體激光器的研究[D]. 張宇露.北京工業(yè)大學(xué) 2016
[4]共振泵浦1.5μm人眼安全波段自拉曼激光器研究[D]. 范琛.天津大學(xué) 2014
[5]高重復(fù)頻率、高峰值功率人眼安全激光器研究[D]. 王艷林.湖北工業(yè)大學(xué) 2011
[6]微型人眼安全激光器的研究[D]. 陳霞.湖北工業(yè)大學(xué) 2011
[7]LD側(cè)面泵浦高功率綠光激光器研究[D]. 師研.西北大學(xué) 2010
[8]微型1570nm人眼安全激光器研究[D]. 王奕博.長(zhǎng)春理工大學(xué) 2010
[9]人眼安全1.57μm激光器研究[D]. 張巍.長(zhǎng)春理工大學(xué) 2008
[10]1.57μm人眼安全波長(zhǎng)光學(xué)參量振蕩器的研究[D]. 鐘艷.山東師范大學(xué) 2007
本文編號(hào)：3295082
【文章來(lái)源】：沈陽(yáng)理工大學(xué)遼寧省
【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
圖２．１自再現(xiàn)模式形成??Ｆｉｇ２．１?Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｅｌｆ?ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｍｏｄｅ??
?Ｗ３?？．．?ｔｌｑ?Ｗ＾ｒ＋１??圖２．１自再現(xiàn)模式形成??Ｆｉｇ２．１?Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｅｌｆ?ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｍｏｄｅ??２．１．２脈沖固體激光器自再現(xiàn)理論模型建立??２．１．２．１基于菲涅爾衍射的自再現(xiàn)理論模型??激光諧振腔輸出模式的好壞是衡量激光器性能的重要參數(shù)。光學(xué)中著名的惠??更斯－菲涅爾原理從理論上分析了光腔衍射問題的根本，是研究腔內(nèi)自再現(xiàn)模式的??理論基礎(chǔ)。菲涅爾－基爾霍夫衍射積分方程是由普遍的電磁理論推導(dǎo)得出，基于菲??涅爾衍射理論由諧振腔某一參考平面上的振幅和相位分布可以獲得光波場(chǎng)在腔內(nèi)??任意空間上的振幅和相位分布。??５２?＾??ＷＩＮＣＩＭ）??二?＿＿＿．??Ｕ２（Ｘ２＾２）?ｎ??ｍ２?祕(mì)??圖２．?２平面開腔結(jié)構(gòu)圖??Ｆｉｇ２．２?Ｔｈｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ｐｌａｎｅ?ｏｐｅｎ?ｃａｖｉｔｙ??Ａ／，、Ｍ２為諧振腔腔鏡，其所在平面分別為＆、公，Ｍｌ、Ｍ２分別為腔鏡Ｍ！、Ｍ２??上的任意一點(diǎn)坐標(biāo)，ｐ為兩腔鏡上點(diǎn)Ｍｌ、ｍ２間距離，０為公的法線與ｐ之間的夾??角。如果以腔鏡所在的平面為參考平面，腔鏡Ｍ２所在的平面為觀察平面，??的初始光場(chǎng)分布為均勻平面光場(chǎng)，則根據(jù)菲涅爾衍射積分公式可以得到腔鏡Ｍ２上??的點(diǎn)Ｗ２光場(chǎng)分布為：??Ｉｋ?ｅ＿ｉｋｐ??Ｕ２（ｘ２，ｙ２＇）?＝?—?＋?ｃｏｓｄ）ｄｘ１ｄｙ１?（２－２）??以菲涅爾衍射積分公式為理論基礎(chǔ)
?Ｗ３?？．．?ｔｌｑ?Ｗ＾ｒ＋１??圖２．１自再現(xiàn)模式形成??Ｆｉｇ２．１?Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｅｌｆ?ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｍｏｄｅ??２．１．２脈沖固體激光器自再現(xiàn)理論模型建立??２．１．２．１基于菲涅爾衍射的自再現(xiàn)理論模型??激光諧振腔輸出模式的好壞是衡量激光器性能的重要參數(shù)。光學(xué)中著名的惠??更斯－菲涅爾原理從理論上分析了光腔衍射問題的根本，是研究腔內(nèi)自再現(xiàn)模式的??理論基礎(chǔ)。菲涅爾－基爾霍夫衍射積分方程是由普遍的電磁理論推導(dǎo)得出，基于菲??涅爾衍射理論由諧振腔某一參考平面上的振幅和相位分布可以獲得光波場(chǎng)在腔內(nèi)??任意空間上的振幅和相位分布。??５２?＾??ＷＩＮＣＩＭ）??二?＿＿＿．??Ｕ２（Ｘ２＾２）?ｎ??ｍ２?祕(mì)??圖２．?２平面開腔結(jié)構(gòu)圖??Ｆｉｇ２．２?Ｔｈｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ｐｌａｎｅ?ｏｐｅｎ?ｃａｖｉｔｙ??Ａ／，、Ｍ２為諧振腔腔鏡，其所在平面分別為＆、公，Ｍｌ、Ｍ２分別為腔鏡Ｍ！、Ｍ２??上的任意一點(diǎn)坐標(biāo)，ｐ為兩腔鏡上點(diǎn)Ｍｌ、ｍ２間距離，０為公的法線與ｐ之間的夾??角。如果以腔鏡所在的平面為參考平面，腔鏡Ｍ２所在的平面為觀察平面，??的初始光場(chǎng)分布為均勻平面光場(chǎng)，則根據(jù)菲涅爾衍射積分公式可以得到腔鏡Ｍ２上??的點(diǎn)Ｗ２光場(chǎng)分布為：??Ｉｋ?ｅ＿ｉｋｐ??Ｕ２（ｘ２，ｙ２＇）?＝?—?＋?ｃｏｓｄ）ｄｘ１ｄｙ１?（２－２）??以菲涅爾衍射積分公式為理論基礎(chǔ)
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]短弧脈沖氙燈瞬間發(fā)射光脈沖能量測(cè)量[J]. 趙友全,張意賀,劉瀟,郭德霞,梁秀麗,王先全. 光電子·激光. 2017(02)
[2]氙燈泵浦Nd:YAG激光器的可靠性分析[J]. 李德鵬,李寶忠,包照日格圖. 激光與紅外. 2015(11)
[3]基于MgO:APLN的1.57μm/3.84μm連續(xù)波內(nèi)腔多光參量振蕩器研究[J]. 于永吉,陳薪羽,成麗波,王超,吳春婷,董淵,李述濤,金光勇. 物理學(xué)報(bào). 2015(22)
[4]1.57μm內(nèi)腔式KTP光學(xué)參量振蕩器[J]. 鐘艷,韓克禎,何京良. 激光與紅外. 2015(07)
[5]激光技術(shù)在加工工業(yè)領(lǐng)域和軍事領(lǐng)域的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 李忠建,崔麗. 航空制造技術(shù). 2013(21)
[6]35μm光學(xué)參量振蕩器研究進(jìn)展及其應(yīng)用[J]. 蘇寧,張茂,任鋼,劉全喜,幸建國(guó). 光學(xué)技術(shù). 2013(04)
[7]高斯變反鏡改善板條激光器光束質(zhì)量的研究[J]. 王文濤,劉洋,王超,劉磊,劉剛,梁興波,唐曉軍. 激光與紅外. 2012(09)
[8]內(nèi)腔式虛共焦非穩(wěn)腔光參量振蕩器激光器的光束質(zhì)量檢測(cè)[J]. 李剛,毛少娟,張雛,李莉,王元鉑. 應(yīng)用光學(xué). 2012(02)
[9]圓形高斯鏡平凹腔腔鏡傾斜時(shí)光場(chǎng)模式分析[J]. 李闊湖,宋月麗,姚東永,景東山. 光學(xué)技術(shù). 2012(01)
[10]LD端面泵浦聲光調(diào)QNd:YVO4/KTA 1.53μm光學(xué)參量振蕩激光器[J]. 陳慧彬,朱海永,張戈,黃呈輝,鄭益群,魏勇,段延敏,王鴻雁,邱港. 強(qiáng)激光與粒子束. 2010(02)
博士論文
[1]人眼安全激光器及超連續(xù)譜研究[D]. 張華年.山東大學(xué) 2015
[2]3000W燈泵浦脈沖Nd:YAG固體激光器技術(shù)研究[D]. 姜夢(mèng)華.北京工業(yè)大學(xué) 2012
[3]高平均功率光纖脈沖激光技術(shù)研究[D]. 吳聞迪.曲阜師范大學(xué) 2012
[4]高平均功率固體激光的熱效應(yīng)研究[D]. 汪曉波.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2008
碩士論文
[1]基于多段鍵合Nd:YVO4晶體的1.5微米人眼安全拉曼激光器研究[D]. 安珍妮.山東師范大學(xué) 2017
[2]LD端面泵浦Tm:YAP/BaWO4拉曼激光器輸出特性研究[D]. 李穎.哈爾濱工程大學(xué) 2017
[3]LD泵浦1.5μm微型固體激光器的研究[D]. 張宇露.北京工業(yè)大學(xué) 2016
[4]共振泵浦1.5μm人眼安全波段自拉曼激光器研究[D]. 范琛.天津大學(xué) 2014
[5]高重復(fù)頻率、高峰值功率人眼安全激光器研究[D]. 王艷林.湖北工業(yè)大學(xué) 2011
[6]微型人眼安全激光器的研究[D]. 陳霞.湖北工業(yè)大學(xué) 2011
[7]LD側(cè)面泵浦高功率綠光激光器研究[D]. 師研.西北大學(xué) 2010
[8]微型1570nm人眼安全激光器研究[D]. 王奕博.長(zhǎng)春理工大學(xué) 2010
[9]人眼安全1.57μm激光器研究[D]. 張巍.長(zhǎng)春理工大學(xué) 2008
[10]1.57μm人眼安全波長(zhǎng)光學(xué)參量振蕩器的研究[D]. 鐘艷.山東師范大學(xué) 2007
本文編號(hào)：3295082
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