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声光(电光)-GaAs双调Q激光器性能参数优化的研究

崔贞山  
【摘要】: LD泵浦调Q激光器能产生具有高峰值功率、高重复率的窄脉冲,这种脉冲在信息存储、遥感探测、激光通讯、医疗卫生等领域有着广泛的应用。但是在一些应用中,脉冲能量、峰值功率、脉冲宽度对于双调Q激光器来说,是非常重要的参数,目前关于声光—GaAs双调Q激光峰值功率、脉冲宽度的最佳化和电光—GaAs双调Q激光的脉冲能量、峰值功率及脉冲宽度等输出特性的最佳化方面未见报道。 本论文运用Li等人建立的声光—GaAs双调Q激光器归—化速率方程模型对声光—GaAs双调Q激光峰值功率和脉冲宽度的输出特性做了最佳化研究,在实验中得到验证;然后对上述模型做了修改,运用此模型对电光—GaAs双调Q激光的脉冲能量、峰值功率和脉冲宽度的输出特性进行最佳化的研究,得出了其在输出特性最佳化条件下的关键性能参数,得出的最佳化参数对全固态调Q激光器的设计具有重要的参考价值。 论文的主要研究工作包括: (1)对声光—GaAs双调Q激光峰值功率的输出特性做了最佳化研究,得到了双调Q激光器的峰值功率最大化时的最佳化性能参数与激活介质、饱和吸收体、声光开关、泵浦功率以及泵浦光与激光的模式大小的比值等参数的关系,并画出了它们之间的关系曲线,并且将这些曲线与在双调Q激光器脉冲能量最佳化时所得曲线进行了对比分析。利用这些表达式和关系曲线,我们可以预测其脉冲特性并可用来设计最佳的双调Q激光器。最后测量了LD泵浦声光—GaAs饱和吸收体主被动双调Q Nd:YVO_4激光在一定泵浦功率下不同输出镜反射率、不同GaAs饱和吸收体小信号透过率的脉冲峰值功率,并对实验结果与理论结果进行了比较,最佳化结果与实验结果相符。 (2)对声光—GaAs双调Q激光脉冲宽度的输出特性做了最佳化研究,得到了主被动双调Q激光器的脉冲宽度最小化时的最佳化性能参数与激活介质、饱和吸收体、声光开关、泵浦功率以及泵浦光与激光的模式大小的比值等参数的关系,并画出了它们之间的关系曲线,并且将这些曲线与在对掺Cr~(4+)饱和吸收体被动调Q激光器的脉冲宽度最佳化时所得曲线进行了对比分析。利用这些表达式和关系曲线,我们可以预测其脉冲特性并可用来设计最佳的主被动双调Q激光器。 (3)对Li等人建立的声光—GaAs双调Q激光器归一化速率方程模型进行适当修改,然后运用该模型对电光—GaAs双调Q激光的脉冲能量、峰值功率和脉冲宽度等输出特性进行最佳化的理论研究,得到了电光—GaAs双调Q激光器的输出特性最佳化的性能参数与激活介质、饱和吸收体、电光开关、泵浦功率以及泵浦光与激光的模式大小的比值等参数的关系,并画出了它们之间的关系曲线,并且将这些曲线与在声光—GaAs双调Q激光器输出特性最佳化时所得曲线进行了对比分析。利用这些表达式和关系曲线,我们可以预测其脉冲特性并可用来设计最佳的双调Q激光器。


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