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《西安理工大学》 2004年
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LD端面泵浦Nd:YAG激光器及固体激光位移传感技术研究

刘在洲  
【摘要】: 与传统的灯泵浦相比,激光二极管泵浦固体激光器(DPSSLs)具有高效、长寿命、全固化、热效应和体积小等优点。在众多的DPSSLs中,激光二极管(LD)端面泵浦Nd:YAG激光器在工业中起着重要的作用并得到了广泛的运用,这主要归因于Nd:YAG晶体具有良好的机械和光学特性,而且端面泵浦具有良好的模式匹配,能获得基横模激光输出。 本文首先介绍了LD泵浦Nd:YAG激光器的发展状况、主要特性及其应用,从四能级速率方程出发,推导了LD泵浦Nd:YAG激光器的阈值、输出功率和斜效率的表达式,并简述了激光器的工作原理、结构型式和倍频方法;其次,以空间相关的速率方程为基础,提出了LD端面泵浦Nd:YAG激光器的设计方法,给出了一定泵浦耦合方式下,振荡光模尺寸、最佳输出耦合率、泵浦光模尺寸、泵浦光焦斑位置等参数的选取依据,以此为依据,设计了自聚焦透镜耦合小功率LD泵浦Nd:YAG激光器和透镜组耦合高功率LD泵浦Nd:YAG激光器,对激光器的输出功率和功率稳定性等特性进行了实验研究;再次,在带尾纤输出的高功率LD泵浦Nd:YAG激光腔内插入一只空液晶盒,观察到了激光器以单纵模运转;最后,根据泵浦光焦斑端面位置对激光输出功率的影响规律,提出了LD端面泵浦Nd:YAG激光位移传感新方法,并进行了理论和实验研究,研究结果表明:当激光晶体内泵浦光平均光斑半径远小于振 西安理工大学硕士学位论文 荡光束腰半径时,激光输出功率的自然指数与泵浦光焦斑的纵向位置成高斯变化规 律,测量范围和灵敏度依赖于泵浦功率,随着泵浦功率的增加,测量范围扩大,灵 敏度提高,当端面泵浦功率为7.24w(最大输出功率为1.926w)时,激光位移传感 器的测量范围和灵敏度分别是13.045mm和0.148mw/pm。
【学位授予单位】:西安理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TN248

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【参考文献】
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