半導(dǎo)體泵浦稀有氣體激光器（DPRGL）是通過半導(dǎo)體激光泵浦放電惰性氣體實現(xiàn)激光輸出的混合泵浦激光器,被視為堿金屬蒸氣激光器的潛在替代方案,可以有效防止堿金屬激光器鏡片污染問題,具有量子效率高、光束質(zhì)量好、適合大氣傳輸?shù)葍?yōu)點。相對較低的亞穩(wěn)態(tài)能級間碰撞弛豫速率降低了粒子數(shù)循環(huán)率,DPRGL難以獲得高功率激光連續(xù)輸出,針對這一問題,本文以Ar/He混合氣體為工作介質(zhì),采用五能級結(jié)構(gòu)對DPRGL中的關(guān)鍵科學(xué)問題進(jìn)行深入研究。主要內(nèi)容如下:（1）從簡化J-l耦合產(chǎn)生的復(fù)雜激發(fā)態(tài)氬原子能級出發(fā),深入研究了基于五能級結(jié)構(gòu)的DPRGL運(yùn)行機(jī)制。實驗探索了DPRGL直流放電特性,測得放電等離子體中激發(fā)態(tài)氬原子躍遷光譜與NIST數(shù)據(jù)庫中氬原子激發(fā)態(tài)躍遷過程吻合。（2）結(jié)合亞穩(wěn)態(tài)氬原子吸收線寬的壓力展寬機(jī)制,研究了Littrow結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體激光外腔的線寬壓縮方法以及相應(yīng)的泵浦模塊結(jié)構(gòu)。通過增加外腔長度、減小半導(dǎo)體有源區(qū)輸出端面反射率和增加光柵衍射效率等方式獲得與壓力展寬后的亞穩(wěn)態(tài)氬原子吸收線寬（FWHM）相匹配的0.04 nm（20 GHz）半導(dǎo)體激光輸出;針對傳統(tǒng)端面和側(cè)面泵浦結(jié)構(gòu)中泵浦光與有效工作介質(zhì)碰... 

【文章頁數(shù)】：127 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容安排
2 氬原子放電激勵研究
    2.1 Ar激勵特性
    2.2 DPRGL輸出光束的大氣傳輸特性
    2.3 Ar/He放電激勵實驗探索
    2.4 本章小結(jié)
3 窄線寬半導(dǎo)體泵浦源研究
    3.1 Ar(1s5)的吸收線寬和吸收截面
    3.2 DL泵浦源線寬壓縮分析
    3.3 Littrow結(jié)構(gòu)DL線寬壓縮參數(shù)優(yōu)化
    3.4 半導(dǎo)體泵浦方案研究
    3.5 本章小結(jié)
4 基于光電兩級泵浦的DPRGL動力學(xué)研究
    4.1 光電兩級泵浦動力學(xué)模型
    4.2 模型有效性
    4.3 兩級泵浦參量對DPRGL性能的影響
    4.4 本章小結(jié)
5 基于端面泵浦MOPA結(jié)構(gòu)的DPRGL研究
    5.1 DPRGA的特點
    5.2 DPRGA動力學(xué)模型
    5.3 模型有效性
    5.4 DPRGA輸出特性的影響因素
    5.5 本章小結(jié)
6 基于側(cè)面泵浦結(jié)構(gòu)的DPRGL研究
    6.1 側(cè)面泵浦DPRGL模型
    6.2 數(shù)值處理方法
    6.3 側(cè)面泵浦DPRGL輸出特性分析
    6.4 定標(biāo)放大結(jié)構(gòu)
    6.5 本章小結(jié)
7 全文總結(jié)與展望
    7.1 論文研究內(nèi)容
    7.2 主要創(chuàng)新點說明
    7.3 未來工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表論文目錄
附錄2 攻讀博士學(xué)位期間獲授權(quán)專利目錄
附錄3 攻讀博士學(xué)位期間參與的科研活動
附錄4 攻讀博士學(xué)位期間所獲榮譽(yù)和獎勵


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]稀有氣體的前世今生[J]. 孫博勛.  大學(xué)化學(xué). 2019(08)
[2]半導(dǎo)體激光泵浦亞穩(wěn)態(tài)氬氣激光器實現(xiàn)激光振蕩[J]. 高俊,張秩凡,雷鵬,王新兵,左都羅.  強(qiáng)激光與粒子束. 2018(01)
[3]大氣壓He-Ar射頻容性放電Ar亞穩(wěn)態(tài)粒子數(shù)密度[J]. 何永樂,高俊,左都羅,王新兵.  強(qiáng)激光與粒子束. 2017(05)

碩士論文
[1]光泵浦亞穩(wěn)態(tài)惰性氣體激光器探索研究[D]. 余光其.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015



本文編號：3680377