處于大氣傳輸窗口的2μm波段、中紅外3-5μm波段和長(zhǎng)波紅外8-12μm波段激光在激光雷達(dá)、激光成像、化學(xué)遙感、環(huán)境監(jiān)測(cè)、激光醫(yī)療和國(guó)防軍事等領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用前景。在實(shí)現(xiàn)寬調(diào)諧的高功率中長(zhǎng)波紅外固體激光輸出方面,光學(xué)非線性頻率變換技術(shù)具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。在可實(shí)現(xiàn)中長(zhǎng)波紅外激光輸出的非線性晶體中,磷鍺鋅（ZnGeP₂,ZGP）晶體具有機(jī)械強(qiáng)度高、熱導(dǎo)率好和有效非線性系數(shù)高的優(yōu)點(diǎn),是目前獲取中長(zhǎng)波紅外激光的首選介質(zhì)。本論文優(yōu)化提升了2.09μm Ho:YAG激光器的輸出性能,并以之為泵浦源,對(duì)ZGP光學(xué)參量振蕩器（Optical Parametric Oscillator,OPO）和光學(xué)參量放大器（Optical Parametric Amplifier,OPA）進(jìn)行了研究,最終獲得了超過(guò)100W的3-5μm和超過(guò)10W的8-10μm中、長(zhǎng)波紅外激光輸出。在理論和實(shí)驗(yàn)上對(duì)Ho:YAG固體激光器進(jìn)行了研究。建立了單摻Ho:YAG激光器輸出性能評(píng)估的理論分析模型,結(jié)合泵浦源、諧振腔和Ho:YAG晶體的參數(shù),分析了相關(guān)參數(shù)對(duì)激光器輸出性能的影響,理論上給出了各個(gè)參數(shù)的優(yōu)化... 

【文章頁(yè)數(shù)】：133 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 單摻Ho~(3+)離子 2μm激光器的發(fā)展?fàn)顩r
        1.2.1 單摻Ho~(3+)石榴石激光器
        1.2.2 單摻Ho~(3+)氟化物激光器
        1.2.3 單摻Ho~(3+)硅酸鹽激光器
        1.2.4 單摻Ho~(3+)釩酸鹽激光器
    1.3 中長(zhǎng)波紅外固體激光器研究現(xiàn)狀
        1.3.1 常用的中長(zhǎng)波紅外非線性光學(xué)晶體
        1.3.2 3-5μm ZGP中波紅外固體激光器
        1.3.3 8-10μm ZGP長(zhǎng)波紅外固體激光器
    1.4 對(duì)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
    1.5 本論文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 高功率Ho:YAG固體激光器理論和實(shí)驗(yàn)研究
    2.1 引言
    2.2 Ho:YAG晶體物理及光譜特性分析
        2.2.1 Ho:YAG晶體物理特性分析
        2.2.2 Ho:YAG晶體光譜特性分析
    2.3 連續(xù)波運(yùn)轉(zhuǎn)Ho:YAG激光器速率方程理論研究
        2.3.1 連續(xù)波運(yùn)轉(zhuǎn)Ho:YAG激光器速率方程組的建立和求解
        2.3.2 連續(xù)Ho:YAG激光器輸出性能的建模分析
    2.4 Ho:YAG晶體熱效應(yīng)分析
        2.4.1 雙端泵浦Ho:YAG晶體熱分布模型的建立
        2.4.2 雙端泵浦Ho:YAG晶體溫度場(chǎng)分布
        2.4.3 Ho:YAG晶體熱透鏡效應(yīng)分析
    2.5 Ho:YAG激光器的實(shí)驗(yàn)研究
        2.5.1 雙端泵浦單晶體Ho:YAG激光器實(shí)驗(yàn)裝置
        2.5.2 激光器諧振腔結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析
        2.5.3 單晶體Ho:YAG激光器輸出特性研究
        2.5.4 雙晶體Ho:YAG激光器輸出特性研究
    2.6 本章小結(jié)
第3章 光學(xué)參量振蕩和光學(xué)參量放大理論研究
    3.1 引言
    3.2 光學(xué)參量振蕩和光學(xué)參量放大原理
    3.3 ZGP晶體物理和光學(xué)特性
    3.4 角度相位匹配
    3.5 光學(xué)參量振蕩器理論分析
        3.5.1 單共振光學(xué)參量振蕩器閾值分析
        3.5.2 單共振光學(xué)參量振蕩器轉(zhuǎn)換效率分析
        3.5.3 參量光線寬分析
    3.6 光學(xué)參量放大器理論分析
        3.6.1 空間走離效應(yīng)
        3.6.2 光學(xué)參量放大增益分析
    3.7 本章小結(jié)
第4章 高功率中波紅外激光器實(shí)驗(yàn)研究
    4.1 引言
    4.2 中波ZGP光學(xué)參量振蕩器的實(shí)驗(yàn)研究
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)裝置
        4.2.2 ZGP晶體長(zhǎng)度對(duì)輸出性能影響的研究
        4.2.3 泵浦光能量密度對(duì)輸出性能影響的研究
        4.2.4 中波ZGP光學(xué)參量振蕩器光束質(zhì)量
        4.2.5 中波ZGP光學(xué)參量振蕩器輸出光譜
    4.3 中波ZGP光學(xué)參量放大器的實(shí)驗(yàn)研究
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)裝置
        4.3.2 高光束質(zhì)量中波ZGP光學(xué)參量振蕩器實(shí)驗(yàn)研究
        4.3.3 高功率中波ZGP光學(xué)參量放大器實(shí)驗(yàn)研究
    4.4 本章小結(jié)
第5章 高功率長(zhǎng)波紅外激光器的實(shí)驗(yàn)研究
    5.1 引言
    5.2 長(zhǎng)波ZGP光學(xué)參量振蕩器實(shí)驗(yàn)研究
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)裝置
        5.2.2 長(zhǎng)波一類相位匹配ZGP OPO
        5.2.3 長(zhǎng)波二類相位匹配ZGP OPO
    5.3 長(zhǎng)波ZGP級(jí)聯(lián)光學(xué)參量放大實(shí)驗(yàn)研究
        5.3.1 實(shí)驗(yàn)裝置
        5.3.2 一類相位匹配ZGP OPO級(jí)聯(lián)兩種匹配方式ZGP OPA
        5.3.3 二類相位匹配ZGP OPO級(jí)聯(lián)兩種匹配方式ZGP OPA
        5.3.4 四種不同匹配類型級(jí)聯(lián)光學(xué)參量放大效果分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3694900