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《天津大学》 2010年
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基态高斯塔克能级热助推泵浦Nd:YVO_4激光器研究

陈娜  
【摘要】:热效应是实现全固态激光器高功率、高效率和高光束质量运转的瓶颈。由激光介质内热沉积产生的物理机制可知,解决热效应最根本的办法就是减小泵浦光和振荡光之间的量子缺陷,基态高斯塔克能级热助推泵浦方式(Thermally boosted pumping from high Stark sublevel of the ground state)是采用特定波长泵浦光把能量直接转化到激光上能级,而不是泵浦到更高的能带然后再驰豫到激光上能级,这种泵浦方式可将量子缺陷降到最低并消除量子效率损耗,能够最大程度地提高量子效率并最大限度降低热沉积,是一种可根本性解决固体激光器热效应的方案。 在本论文中,分别采用全固态准连续可调谐钛宝石激光器和连续914nm Nd:YVO_4激光器作为泵浦源,选用不同掺杂浓度和长度的Nd:YVO_4晶体作为激光增益介质,主要研究晶体温度、掺杂浓度和长度对基态高斯塔克能级热助推泵浦的Nd:YVO_4激光器输出特性的影响。主要内容和创新点如下: 1.介绍了Nd:YAG和Nd:YVO_4晶体的高斯塔克能级热助推泵浦特性;对端面泵浦固体激光器中的热效应进行了理论研究,并从热助推泵浦四能级激光系统的速率方程出发,研究了热助推泵浦的机理。 2.对热助推泵浦Nd:YVO_4激光器的泵浦源——全固态准连续可调谐钛宝石激光器进行了实验研究,获得的钛宝石激光器的调谐范围为675-970nm,输出谱线宽度为2nm,脉冲宽度为17.6ns,在780nm处的最大功率为6.2W,相应的光-光转化效率为28.2%。其中,钛宝石激光器在914nm处的最大输出功率为3.7W。 3.对增益开关固体激光器的物理模型和时间特性进行了理论研究,同时在研究全固态准连续可调谐钛宝石激光器的基础上,使用钛宝石激光器作为泵浦源,把其输出调至Nd:YVO_4的热助推泵浦带,进行了准连续914nm钛宝石激光器热助推泵浦的Nd:YVO_4激光器1064nm运转实验研究,得到的最大输出功率为230 mW,相应的光-光转化效率为23.7%,斜率效率为79%。使用钛宝石激光器泵浦的Nd:YVO_4激光器同样具有增益开关的性质,获得了3.1ns的窄脉宽输出。 4.对连续914nm Nd:YVO_4激光器基态高斯塔克能级热助推泵浦的Nd:YVO_4激光器1064nm、1342nm运转进行了实验研究,重点研究了晶体的温度、晶体的掺杂浓度和晶体长度对激光器输出特性的影响。当晶体温度为50oC时,使用掺杂浓度为1.0 at.%、尺寸为3mm×3mm×10mm的Nd:YVO_4作为激光介质时,获得了最大功率为2.2W的1064nm输出,相应的斜率效率为83.9%。当晶体温度为50oC时,使用两块掺杂浓度为1.0 at.%、尺寸为3mm×3mm×4mm的晶体作为激光介质时,获得了最大功率为1.05W的1342nm输出,相应的斜率效率为66.4%。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TN248

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李雪;共振泵浦连续波内腔PPLN光学参量振荡器研究[D];天津大学;2012年
【参考文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
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【二级参考文献】
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