收藏本站
《哈尔滨工业大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

掺钕钒酸盐0.91μm激光及其倍频蓝光激光特性研究

高静  
【摘要】: 激光二极管抽运的全固态激光器(DPSSL)以其高效率、小型化、长寿命等优点,成为近20年来激光领域研究的热点。掺钕(Nd3+)固体激光介质一直以来都是其中的主要增益介质,对其研究非常广泛。目前,增益较大的1.06μm红外辐射和其倍频产生的0.53μm绿光激光器已经日益成熟,而作为准三能级跃迁产生的0.9μm激光和其倍频产生的蓝光激光器,由于实现起来难度较大,发展一直较为缓慢。鉴于此,本文致力于掺钕钒酸盐准三能级激光产生机理和相关技术的研究,期望能为0.91μm和其倍频0.46μm蓝光激光器的发展做出一定的贡献。 首先对0.9μmDPSSL产生以来,不同几何结构、不同激光介质和不同工作方式的0.9μm及其倍频蓝光激光器的发展做了详细、系统的介绍和分析,明确了其中存在的主要问题。针对关系激光晶体(Nd:GdVO_4和Nd:YVO_4)散热性能的最重要参量—热导率λ(T),目前国际上众说纷纭,实际测量了两者的热导率,并得到了其随温度变化的大致趋势。对于Nd3+掺杂浓度为0.5 at.%的两种晶体,在T=25℃时其a轴的热导率分别约为7.3 W/m·K和6.7 W/m·K,因此,得出在常温下Nd:GdVO_4晶体热导率略大,但总体来说可视为相当的,而并不是先前大家认为的差距那么大。 根据能级跃迁理论和准三能级激光产生机理,建立了考虑上转换(ETU)和激发态吸收(ESA)的0.91μm谱线跃迁的准三能级速率方程。通过数值计算的方法模拟并讨论了ETU和ESA对于抽运阈值、输出功率、反转粒子数空间分布,以及晶体中热效应的影响。发现ETU过程是912 nm激光产生过程中除固有的量子亏损外的另一重要热源。并通过理论模拟与实验结果相对比,估算出912 nm谱线跃迁的ESA等效吸收截面σ_(ESA)~(1.0±0.5)×10~(-20 )cm~2。 为了缓解准三能级激光器中饱受困扰的热效应,基于传热学和流体力学理论,设计并加工了高效的微通道水冷热沉器,有效地提高了0.91μm激光的输出功率和光束质量,获得了10-W量级的高功率、高亮度、高效率输出。 针对0.91μm激光器的光光转换效率和斜坡效率较低的现状,从理论上提出采用π偏振LD光抽运方案,有效地提高了激光晶体对抽运光的吸收率,从而明显地改善0.91μm激光器输出性能。通过实验验证,在π偏振光纤LD光抽运下,对比相同非偏振LD抽运功率下的结果,无论是效率还是输出功率都有明显的提高。 从实验上初步研究了基于声光调Q的高重复频率、窄脉宽、高峰值功率的0.91μm激光输出特性。并采用对热效应不灵敏的Z型腔,通过声光调Q和腔内倍频,获得了0.46μm深蓝激光的高重复频率、短脉宽和较高峰值功率输出。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TN248.1

免费申请
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈莹,曾祥江,王立新,王伟祥;采用振荡放大结构的声光调Q Nd∶YAG激光器及光纤传输聚焦系统[J];中国激光;2001年10期
2 赵宏明,赵圣之,杨克建,李桂秋;LD泵浦Nd∶YVO_4/KTP内腔倍频声光调Q理论和实验研究[J];光子学报;2004年11期
3 李健,卢兴强,候玮,许祖彦;激光二极管泵浦声光调Q绿光激光器[J];量子电子学报;1999年06期
4 杨爱粉,过振,王石语,蔡德芳,文建国;多向侧面泵浦DPL声光调Q效果影响因素分析[J];西安电子科技大学学报;2004年05期
5 杜晨林,刘均海,王正平,许心光,邵宗书;LD抽运声光调Q高重复频率短脉宽Nd∶YVO_4激光器[J];中国激光;2002年06期
6 黄绣江,李明中,隋展,刘永智,王衍勇,陈海燕,罗亦鸣,王建军;LD连续泵浦Nd:YVO_4声光调Q激光器[J];强激光与粒子束;2004年05期
7 王杰,姚建铨,王鹏,于意仲,施翔春;LD抽运Nd∶YAG激光器声光调Q高效内腔谐波转换[J];中国激光;2001年01期
8 孙梅,郑义,王衍勇,陈兴海,徐德刚,王莉;全固态声光调QNd:YVO_4/LBO内腔倍频671nm激光器[J];光电子.激光;2002年05期
9 ;声光调Q连续波CO激光器[J];激光与光电子学进展;1994年01期
10 侯学元,黄俊刚,李宇飞,孙渝明,张彪,刘恩泉;双棒串接、声光调Q Nd:YAG激光器[J];应用激光;2001年06期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 楼祺洪;杜松涛;周军;;先进光纤激光技术[A];2008年激光探测、制导与对抗技术研讨会论文集[C];2008年
2 陈秀艳;陈浩伟;陆宝乐;任兆玉;白晋涛;;LD侧面泵浦Nd:YAG1064nm/532nm/660nm三波长激光器[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
3 朱凌妮;高春清;王然;高明伟;王欣;H.J.Eichler;;谐振泵浦1.645μm Er:YAG激光器的理论分析和实验研究[A];全国光电子与量子电子学技术大会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 高静;掺钕钒酸盐0.91μm激光及其倍频蓝光激光特性研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
2 尚连聚;LD泵浦的声光调Q掺镱全光纤激光器[D];天津大学;2007年
3 解慧明;LD侧泵高功率全固态532nm、355nm激光器研究[D];西北大学;2006年
4 陈秀艳;LD侧面泵浦全固态多波长激光器的研究[D];西北大学;2009年
5 李玉峰;二极管泵浦单掺Tm~(3+)固体激光器研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
6 陈浩伟;高功率LD侧泵准连续腔内倍频全固体绿光激光器研究[D];西北大学;2008年
7 张琛;Nd:YAG陶瓷激光器的理论和实验研究以及TiO_2随机介质中光扩散的研究[D];山东大学;2009年
8 左春华;掺钕钆镓石榴石晶体(Nd:GGG)激光特性研究[D];山东大学;2009年
9 张玉萍;高功率全固态绿光激光器的研究[D];天津大学;2007年
10 赵鸿;二极管侧面泵浦倍频固体激光技术研究[D];中国科学院西安光学精密机械研究所;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 闫仁鹏;LD端泵掺Nd~(3+)准三能级激光器散热及热补偿技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 马红玉;半导体激光器泵浦的大功率脉冲绿光激光器[D];西北大学;2004年
3 刘礼;声光调Q Nd:YAG脉冲激光修锐树脂CBN砂轮试验研究及仿真[D];湖南大学;2004年
4 周奕;打孔用声光调Q激光器的设计[D];长春理工大学;2009年
5 谢小柱;声光调QYAG脉冲激光修锐超硬磨料砂轮的试验研究[D];湖南大学;2002年
6 高恒;LD侧面泵浦全固态大功率绿光及紫外激光器研究[D];西北大学;2006年
7 程文雍;LDA侧面泵浦全固态激光器及其频率转换特性研究[D];山东师范大学;2006年
8 于峰;全固态激光打标系统的研究[D];长春理工大学;2008年
9 何忠蛟;用于激光加工中调Q Nd:YAG激光器研究[D];浙江大学;2003年
10 郑义军;打孔用高峰值功率声光调Q脉冲激光器的研制[D];北京工业大学;2003年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026