LD泵浦的Er³⁺/Yb³⁺共摻磷酸鹽玻璃被動調(diào)Q激光器是目前獲得1.5μm人眼安全波段激光的熱點研究方式之一。這種激光器具備體積緊湊、結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)換率高、低成本、易于產(chǎn)品化等優(yōu)點,可以廣泛應(yīng)用于激光測距、光通信、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。因此,研究實現(xiàn)1.5μm人眼安全波段激光器對于實際應(yīng)用具有重要意義。本文調(diào)研分析了1.5μm波段激光的研究意義和應(yīng)用領(lǐng)域。并對目前產(chǎn)生1.5μm激光的主要方式進行優(yōu)缺點對比,最終選擇Er³⁺/Yb³⁺共摻磷酸鹽玻璃為本課題增益介質(zhì)。并且確定了最終研究目標(biāo)。設(shè)計了一款LD泵浦的kHz,Er³⁺/Yb³⁺共摻磷酸鹽玻璃被動調(diào)Q微型化激光器,通過實驗得到了穩(wěn)定性良好的激光輸出。本文主要研究內(nèi)容和成果如下:本文對Er³⁺/Yb³⁺共摻磷酸鹽玻璃的能級特點進行分析。Er³⁺/Yb³⁺共摻磷酸玻璃能級躍遷過程復(fù)雜,產(chǎn)生1.5μm激光同時存在共協(xié)上轉(zhuǎn)換、二次能量... 

【文章來源】：北京工業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 1.5μm波段激光的特點及應(yīng)用
    1.2 實現(xiàn)1.5μm激光輸出的技術(shù)及研究進展
        1.2.1 利用非線性效應(yīng)產(chǎn)生1.5μm激光技術(shù)及研究進展
        1.2.2 半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生1.5μm激光的研究進展
        1.2.3 鉺增益介質(zhì)產(chǎn)生1.5μm激光技術(shù)及研究進展
    1.3 LD直接泵浦Er~(3+)/Yb~(3+)共摻磷酸鹽玻璃激光器應(yīng)用前景
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 LD泵浦Er~(3+)/Yb~(3+)共摻磷酸鹽玻璃激光器的理論分析
    2.1 高效率1.5μm固體激光器的增益介質(zhì)選擇依據(jù)
        2.1.1 幾種常用的Er~(3+)/Yb~(3+)共摻晶體基質(zhì)與磷酸鹽基質(zhì)特性對比
        2.1.2 幾種常用的Er~(3+)/Yb~(3+)共摻玻璃基質(zhì)特性對比
    2.2 Er~(3+)/Yb~(3+)共摻磷酸鹽玻璃物理特性
        2.2.1 Er~(3+)/Yb~(3+)共摻磷酸鹽玻璃的能級特點
        2.2.2 Er~(3+)/Yb~(3+)共摻磷酸鹽玻璃發(fā)光特性
    2.3 Er~(3+)/Yb~(3+)共摻磷酸鹽玻璃激光器能量轉(zhuǎn)移過程分析
        2.3.1 Er~(3+)/Yb~(3+)共摻磷酸鹽玻璃中Er~(3+)的躍遷過程
        2.3.2 Er~(3+)/Yb~(3+)共摻磷酸鹽玻璃中各能級離子間相互作用過程
    2.4 本章小結(jié)
第3章 增益介質(zhì)熱效應(yīng)及被動調(diào)Q輸出特性理論分析
    3.1 LD泵浦Er~(3+)/Yb~(3+)共摻磷酸鹽玻璃熱效應(yīng)研究
        3.1.1 Er~(3+)/Yb~(3+)共摻磷酸鹽玻璃熱效應(yīng)產(chǎn)生機理和影響
        3.1.2 Er~(3+)/Yb~(3+)共摻磷酸鹽玻璃的熱源模型及熱透鏡焦距計算
        3.1.3 Er~(3+)/Yb~(3+)共摻磷酸鹽玻璃熱物理模型建立及模擬結(jié)果
    3.2 增益介質(zhì)熱效應(yīng)對玻璃物理參數(shù)及腔模式影響分析
        3.2.1 增益介質(zhì)內(nèi)溫度對反轉(zhuǎn)粒子數(shù)、受激輻射截面影響
        3.2.2 熱透鏡效應(yīng)對腔基模輸出影響
    3.3 被動調(diào)Q輸出特性理論分析
        3.3.1 常用于產(chǎn)生1.5μm激光的可飽和吸收體
        3.3.2 Er~(3+)/Yb~(3+):glass被動調(diào)Q(Co~(2+)：MgAl_2O_4)速率方程
    3.4 被動調(diào)Q脈沖的穩(wěn)定性分析
        3.4.1 被動調(diào)Q脈沖輸出不穩(wěn)定基本原因
        3.4.2 單脈沖能量、脈沖寬度和峰值功率穩(wěn)定性分析
        3.4.3 重復(fù)頻率穩(wěn)定性分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 LD泵浦kHz,1.5μm被動調(diào)Q激光器實驗
    4.1 實驗結(jié)構(gòu)
    4.2 泵浦光斑整形的初步設(shè)計
        4.2.1 泵浦源結(jié)構(gòu)與參數(shù)
        4.2.2 整形透鏡焦距的模擬計算
        4.2.3 整形透鏡焦距的優(yōu)化實驗
    4.3 調(diào)Q晶體初始透過率的優(yōu)化實驗
    4.4 激光器輸出脈沖穩(wěn)定性的優(yōu)化實驗
        4.4.1 輸出耦合鏡反射率的優(yōu)化實驗
        4.4.2 泵浦源占空比的優(yōu)化實驗
        4.4.3 泵浦光束腰在增益介質(zhì)中位置的優(yōu)化實驗
    4.5 激光器參數(shù)的確定及實驗優(yōu)化結(jié)果
    4.6 LD泵浦kHz,1.5μm微型固體激光器的工程化設(shè)計展望
        4.6.1 晶體鍵合的實現(xiàn)
        4.6.2 晶體表面處理
        4.6.3 玻璃和Q晶體光膠的實現(xiàn)
        4.6.4 玻璃和Q晶體熱處理
        4.6.5 微型化人眼安全激光器封裝設(shè)計
    4.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3476356