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《长春理工大学》 2010年
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LDA抽运高频Nd:YAG陶瓷激光器研究

武志超  
【摘要】: 在固体激光器领域中,多晶Nd:YAG陶瓷是继单晶Nd:YAG之后又一优秀的激光工作物质,它不断突破了单晶存在的局限,大有取代单晶的势头,成为近年来国内外研究人员关注的热点。。因此,本文在掌握了LDA侧面抽运单晶Nd:YAG激光器的基础上,重点对多晶Nd:YAG陶瓷材料及其激光器进行了探索研究,主要内容包括: 调研并综述了LDA抽运单晶Nd:YAG激光器及多晶Nd:YAG陶瓷激光器的发展历程、研究现状、特点以及应用,介绍了固体激光器调Q、倍频的基本理论,设计了LDA侧面抽运Nd:YAG激光器的激光头、冷却温控系统等,实现了激光头的小型化及快速高效冷却的目的。 在实验测量LDA侧面抽运Nd:YAG激光器热透镜焦距的基础上,设计了适合的谐振腔,并采用格兰棱镜配合KD*P晶体的传统调Q方式,分别对单晶Nd:YAG及多晶Nd:YAG陶瓷进行了高重频调Q研究,在相同的条件下,多晶陶瓷的插入损耗及输出性能与单晶基本相同。 首次研究了多晶Nd:YAG陶瓷双偏振电光调Q技术,获得了比传统单一偏振调Q方式更好的效果,不仅降低了调Q器件的插入损耗,也大幅度提高了激光输出的能量,有效补偿了高重频电光调Q陶瓷激光器的热致双折射损耗。实验结果表明:采用双偏振电光调Q技术,调Q器件的插入损耗降低了17%,激光器的输出能量提高了43%,动静比提高了5.7%。 根据激光器谐振腔腔镜的膜系理论,分析设计了合理的膜系,采用腔内插入色散棱镜及KTP晶体1I类匹配腔内倍频的方法,首次实现了多晶Nd:YAG陶瓷激光器的单一波长660 nm激光输出;并在660nm激光器膜系设计的基础上,利用Matrixlaser软件计算、优化了折叠腔参数,.最终采用LN晶体电光调Q、KTP晶体1I类匹配腔内倍频的方法,获得了670nm波长的激光输出。目前还未见关于多晶Nd:YAG陶瓷激光器电光调Q输出670nm波长的报道。 采用谐振腔腔镜镀选择性介质膜的方法,首次实现了1064nm和1319nm双波长激光同时输出,证实了多晶Nd:YAG陶瓷材料可以实现双波长激光输出。 对LDA侧面抽运Nd:YAG激光器,尤其是多晶Nd:YAG陶瓷激光器的研究,已成为当前国际上的研究热点,此领域的深入研究将为高频高功率多晶陶瓷固体激光器的发展奠定技术基础,具有重要的应用价值。
【学位授予单位】:长春理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TN248.1

【参考文献】
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