全固態(tài)激光器在激光雷達(dá)、光電對(duì)抗等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用,模式匹配和熱效應(yīng)分析補(bǔ)償一直是全固態(tài)激光器研究重點(diǎn),兩者對(duì)改善激光器輸出性能具有重要意義。本文通過理論分析及仿真計(jì)算,模擬了不同模式匹配和熱效應(yīng)補(bǔ)償情況下,Nd:YAG激光器的激光輸出特性,對(duì)于激光器的搭建,具有一定的理論指導(dǎo)意義。本文首先進(jìn)行了模式匹配分析,提出了采用重疊效率因子來表征LD端泵激光器的模式匹配效果,使用平-平腔,在腔長為73.1 mm,晶體前端面處于諧振腔光學(xué)長度中心,泵浦光聚焦后束腰半徑為0.19 mm且聚焦在晶體內(nèi)2.3 mm處時(shí),重疊效率因子可以達(dá)到0.67。在熱效應(yīng)分析中,以增益介質(zhì)溫度分布、前端面熱形變和溫度梯度表征熱效應(yīng)的大小,仿真結(jié)果表明,增大泵浦功率或減小泵浦光聚焦后束腰半徑,導(dǎo)致熱效應(yīng)加劇,在泵浦功率為30 W,泵浦光聚焦后束腰半徑為0.19 mm時(shí),增益介質(zhì)內(nèi)部最高溫度為103.4℃,前端面最大熱形變?yōu)?.43μm,溫度梯度極值為242.4;泵浦光聚焦位置不在增益介質(zhì)橫截面中心時(shí),會(huì)造成前端面熱形變等高線變形,不利于熱補(bǔ)償,并且導(dǎo)致溫度梯度極值最多增大11.7。連續(xù)輸出特性仿真結(jié)果表明,閾值功率隨... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

Nd:YAG晶體室溫下的吸收光譜圖[23]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-4-圖1-2Nd:YAG晶體室溫下的熒光光譜圖[23]1339Fig.1-2ThefluorescencespectraofNd:YAGatroomtemprature圖1-2為Nd:YAG晶體室溫下的熒光光譜，沒有偏振輸出特性。Nd:YAG晶體主要有4個(gè)發(fā)射波長，分別為946nm、1064nm、1122nm和1319nm。4F3/2→4I9/2躍遷產(chǎn)生946nm激光，此躍遷為準(zhǔn)三能級(jí)系統(tǒng)，激光輸出比較困難；4F3/2→4I13/2躍遷產(chǎn)生1319nm激光；4F3/2→4I11/2躍遷產(chǎn)生的1122nm激光，1064nm激光的躍遷能級(jí)同樣是4F3/2→4I11/2，不過與1122nm激光躍遷到的激光下能級(jí)分級(jí)不同。熒光強(qiáng)度最高的是1064nm激光，因此它會(huì)首先起振而抑制其他波長的激光起振，圖1-3為Nd:YAG晶體能級(jí)圖。圖1-3Nd:YAG晶體能級(jí)圖Fig.1-3TheenergylevelofNd:YAG1.3全固態(tài)LD泵浦激光器的特點(diǎn)DPSSL同時(shí)具備LD和固體激光器的特點(diǎn)，其性能明顯優(yōu)于LD和傳統(tǒng)燈泵固體激光器。DPSSL的主要優(yōu)點(diǎn)有[24]：（1）高效率。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-4-圖1-2Nd:YAG晶體室溫下的熒光光譜圖[23]1339Fig.1-2ThefluorescencespectraofNd:YAGatroomtemprature圖1-2為Nd:YAG晶體室溫下的熒光光譜，沒有偏振輸出特性。Nd:YAG晶體主要有4個(gè)發(fā)射波長，分別為946nm、1064nm、1122nm和1319nm。4F3/2→4I9/2躍遷產(chǎn)生946nm激光，此躍遷為準(zhǔn)三能級(jí)系統(tǒng)，激光輸出比較困難；4F3/2→4I13/2躍遷產(chǎn)生1319nm激光；4F3/2→4I11/2躍遷產(chǎn)生的1122nm激光，1064nm激光的躍遷能級(jí)同樣是4F3/2→4I11/2，不過與1122nm激光躍遷到的激光下能級(jí)分級(jí)不同。熒光強(qiáng)度最高的是1064nm激光，因此它會(huì)首先起振而抑制其他波長的激光起振，圖1-3為Nd:YAG晶體能級(jí)圖。圖1-3Nd:YAG晶體能級(jí)圖Fig.1-3TheenergylevelofNd:YAG1.3全固態(tài)LD泵浦激光器的特點(diǎn)DPSSL同時(shí)具備LD和固體激光器的特點(diǎn)，其性能明顯優(yōu)于LD和傳統(tǒng)燈泵固體激光器。DPSSL的主要優(yōu)點(diǎn)有[24]：（1）高效率。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3445102