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《国防科学技术大学》 2005年
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大口径激光二极管阵列的高效泵浦耦合技术研究

贾伟  
【摘要】: 大口径激光二极管阵列的高效泵浦耦合技术是高功率二极管泵浦固体激光系统急需解决的关键技术之一。它包括两方面的要求:将大口径激光二极管阵列输出的泵浦光高效缩束,从而在增益介质内实现较高的储能密度;改善泵浦光的空间分布,在增益介质内实现较均匀的储能分布。本论文针对适用于大口径激光二极管阵列的高效耦合技术进行了详细的研究。 首先通过对近年来各种典型耦合方式的分析和对比发现,空心透镜导管耦合是目前最适用于大口径激光二极管阵列的耦合方式。利用自主开发的二极管阵列泵浦固体激光全三维模拟软件,对空心透镜导管进行了全面的研究,特别是各设计参数对耦合效果的影响,从而总结出空心透镜导管耦合系统的设计方法。按照这种方法设计的空心透镜导管耦合系统,能够在对大口径激光二极管阵列输出的泵浦光进行高效缩束的同时,实现良好的泵浦均匀性。在不考虑内壁反射损耗的情况下,即使将泵浦光束缩束100倍,也能够实现70%以上的输出效率,这是现有其他耦合方式难以实现的。作为高功率DPL的关键技术之一,大口径激光二极管阵列的高效耦合问题得到了很好的解决。 将研究得出的空心透镜导管耦合系统及其设计方法应用于10J级二极管泵浦重复频率固体激光系统的设计中。设计了16kW和48kW端面泵浦片状放大器,将两种阵列输出的平均发光强度不足0.5kW/cm~2的泵浦光分别缩束36倍和27倍。激光介质有效区域内的泵浦强度全面超过10kW/cm~2,调制度小于1.2。激光介质内的有效储能及其均匀性都达到了系统设计要求。简要分析了10J级重复频率DPSSL的系统结构,并利用神光99软件对系统光传输进行模拟,确定了片放级多程放大结构。在充分考虑系统损耗的情况下,模拟得到了系统输出能量和光斑的空间分布。系统片放级光光效率超过15%,与美国利弗莫尔实验室的Mercury系统基本相当。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TN312.8

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 朱伟;大功率激光二极管阵列耦合技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
2 王明哲;高功率LD泵浦固体激光器热效应研究[D];国防科学技术大学;2006年
3 方黎;高功率半导体激光面阵光束整形技术的研究[D];华中科技大学;2009年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前8条
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4 张申金;周寿恒;唐晓军;秘国江;吕华昌;;激光二极管阵列侧面抽运Nd:YAG圆片激光器热力学分析[A];第十七届全国激光学术会议论文集[C];2005年
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6 张晶;樊仲维;毕勇;石朝辉;张瑛;崔建峰;裴博;赵剑波;;非线性光学晶体的热透镜效应[A];第十七届全国激光学术会议论文集[C];2005年
7 武志超;凌铭;谭雪春;金光勇;宁国斌;梁柱;;高重频三向侧面泵浦DPL耦合系统设计[A];2007年先进激光技术发展与应用研讨会论文集[C];2007年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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7 贺永乐;固体激光器中心掺杂晶体研究[D];西安电子科技大学;2011年
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【同被引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
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2 欧群飞;高功率二极管抽运固体激光器的热效应分析[D];四川大学;2005年
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4 李长垒;大功率激光二极管光束准直元件的设计与分析[D];南京理工大学;2009年
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【二级引证文献】
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1 张登印;基于ZEMAX半导体激光器与单模光纤耦合系统设计[D];南京理工大学;2012年
2 胡玥;半导体激光引信光束准直整形技术研究[D];长春理工大学;2012年
3 杜丹;LD侧面泵浦固体激光器工作物质的瞬态热效应研究[D];长春理工大学;2012年
【二级参考文献】
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3 张彪;高玮;杨照金;杨鸿儒;;LD阵列侧面泵浦棒状激光介质内的光场研究[J];应用光学;2009年02期
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中国重要会议论文全文数据库 前9条
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9 邓青华;丁磊;高松;唐军;谢旭东;卢振华;;大能量输出类再生放大系统研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
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1 贾伟;大口径激光二极管阵列的高效泵浦耦合技术研究[D];国防科学技术大学;2005年
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2 邬幸富;医用515nm激光关键技术研究[D];长春理工大学;2013年
3 连天虹;激光光束空域时域合成效果讨论[D];西安电子科技大学;2010年
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6 赵学伟;激光起爆引信MEMS安全系统设计研究[D];南京理工大学;2013年
7 史瑞;高压超快电磁脉冲辐射特性及其实验规律研究[D];西安理工大学;2010年
8 赵东升;激光二极管列阵的光束整形及光强分布理论[D];重庆师范大学;2010年
9 邵晓阳;大功率半导体激光器陈列光束整形[D];大连理工大学;2011年
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