半導(dǎo)體泵浦堿金屬蒸汽激光器(Diode-pumped alkali-vapor laser,DPAL)兼具半導(dǎo)體激光和氣體激光的技術(shù)特點(diǎn),具有量子效率高、受激發(fā)射截面大、折射率擾動(dòng)較小、熱管理便捷和輸出波長(zhǎng)豐富等優(yōu)勢(shì),可實(shí)現(xiàn)高效率、高功率和高光束質(zhì)量近紅外激光輸出,在工業(yè)制造、軍事、醫(yī)療和科研等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。其中,高重復(fù)頻率、高功率脈沖DPAL在激光通信、激光雷達(dá)(LIDAR)、激光加工和激光清洗等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。同時(shí),通過(guò)倍頻或借助不同的能級(jí)躍遷過(guò)程,DPAL能夠?qū)崿F(xiàn)藍(lán)光、近紅外、中紅外甚至遠(yuǎn)紅外等波段激光輸出,是實(shí)現(xiàn)高功率多波長(zhǎng)激光同步、同路輸出的一種新途徑。但相比于高功率連續(xù)DPAL,DPAL的脈沖調(diào)制技術(shù)和多波長(zhǎng)輸出技術(shù)發(fā)展較為緩慢。因此,本文將以Cs蒸汽DPAL(Cs-DPAL)為研究對(duì)象,對(duì)Cs-DPAL的脈沖調(diào)制技術(shù)和多波長(zhǎng)輸出特性開(kāi)展研究,研究?jī)?nèi)容包括以下方面:1、在理論研究方面,基于速率方程和光束傳播方程建立DPAL理論模型,并通過(guò)有限差分法對(duì)理論模型進(jìn)行求解,對(duì)連續(xù)和脈沖Cs-DPAL進(jìn)行了理論仿真。對(duì)于連續(xù)Cs-DPAL,分析了泵浦功率、泵浦波長(zhǎng)...

【文章頁(yè)數(shù)】：130 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景與意義
    1.2 堿金屬蒸汽激光關(guān)鍵技術(shù)簡(jiǎn)介
        1.2.1 窄線寬半導(dǎo)體泵浦技術(shù)
        1.2.2 堿金屬蒸汽池設(shè)計(jì)
        1.2.3 泵浦光耦合技術(shù)
        1.2.4 脈沖調(diào)制技術(shù)
        1.2.5 多波長(zhǎng)激光輸出技術(shù)
    1.3 堿金屬蒸汽激光器研究進(jìn)展
        1.3.1 連續(xù)堿金屬蒸汽激光器研究進(jìn)展
        1.3.2 脈沖堿金屬蒸汽激光器研究進(jìn)展
        1.3.3 堿金屬蒸汽多波長(zhǎng)激光輸出研究進(jìn)展
    1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
第2章 端面泵浦Cs-DPAL理論建模與仿真
    2.1 理論建模
        2.1.1 DPAL速率方程
        2.1.2 光束傳播方程
        2.1.3 有限差分法求解光束傳播方程
    2.2 連續(xù)Cs-DPAL仿真分析
        2.2.1 連續(xù)DPAL激光光強(qiáng)求解
        2.2.2 泵浦功率、波長(zhǎng)與線寬
        2.2.3 氦氣和乙烷壓強(qiáng)
        2.2.4 蒸汽池工作溫度
        2.2.5 輸出鏡反射率與蒸汽池窗口透過(guò)率
        2.2.6 泵浦光束腰與諧振腔腔長(zhǎng)
    2.3 脈沖Cs-DPAL仿真分析
        2.3.1 脈沖泵浦Cs-DPAL仿真分析
        2.3.2 主動(dòng)調(diào)制脈沖Cs-DPAL仿真分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 脈沖泵浦Cs-DPAL及其倍頻實(shí)驗(yàn)研究
    3.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        3.1.1 激光器設(shè)計(jì)
        3.1.2 脈沖泵浦LD設(shè)計(jì)
    3.2 連續(xù)激光輸出特性
    3.3 脈沖泵浦Cs-DPAL輸出特性
        3.3.1 占空比
        3.3.2 重復(fù)頻率
        3.3.3 工作溫度
    3.4 倍頻藍(lán)光輸出特性
        3.4.1 連續(xù)藍(lán)光輸出特性
        3.4.2 脈沖藍(lán)光輸出特性
    3.5 本章小結(jié)
第4章 聲光調(diào)制脈沖Cs-DPAL實(shí)驗(yàn)研究
    4.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        4.1.1 聲光調(diào)制器
        4.1.2 激光器設(shè)計(jì)
    4.2 連續(xù)激光輸出特性
    4.3 周期性脈沖激光輸出特性
    4.4 編碼脈沖激光輸出特性
    4.5 本章小結(jié)
第5章 Cs蒸汽能量碰撞轉(zhuǎn)移與多波長(zhǎng)輸出特性研究
    5.1 能級(jí)躍遷過(guò)程
    5.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    5.3 波長(zhǎng)測(cè)量
    5.4 閾值條件
        5.4.1 藍(lán)光閾值條件
        5.4.2 中紅外閾值條件
    5.5 相對(duì)強(qiáng)度
        5.5.1 藍(lán)光相對(duì)強(qiáng)度
        5.5.2 中紅外相對(duì)強(qiáng)度
    5.6 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 論文主要工作總結(jié)
    6.2 創(chuàng)新性工作
    6.3 研究工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號(hào)：3822182