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LD端面泵浦腔内倍频大功率全固态连续波Nd:YVO_4/LBO绿光激光技术研究

李春  
【摘要】:本文根据速率方程理论、二次谐波产生理论以及折叠腔等方面的理论,对绿光激光产生过程的诸环节进行了理论分析,同时在此基础上,结合对激活介质、倍频晶体特性的讨论,设计了新的绿光激光系统。其主要内容和结果如下: 1.介绍了绿光激光器的发展历程和有关基本理论。 2.应用速率方程理论研究了1064nm基频激光产生过程,应用折叠腔理论和热透镜理论研究了折叠腔的像散问题及热透镜效应引起的腔的稳定性问题,并在腔的设计中采取了相应的技术措施,设计了Z型折叠腔,优化并选择了一组腔参数。选择了腔镜,对镀膜加工提出了具体要求。研究了倍频晶体的二次谐波产生过程,对相位匹配问题展开讨论。深入研究了YVO_4激光晶体、LBO倍频晶体的特性,并与其它同类常用晶体进行了比较,阐明了绿激光产生过程中Nd∶YVO_4/LBO组合的优势及不足。 3.自行设计了一套泵浦光准直系统,有效减少了泵浦光的像散,提高了泵浦光的能量密度,降低了基频光的阈值功率。对支柱、镜架、Nd∶YVO_4晶体、LBO晶体的冷却系统进行了设计和机械加工,并对整个大功率全固态绿光激光系统进行了总体设计和配套。使Nd∶YVO_4晶体的温度控制在22℃、LBO的温度控制在18℃,整个系统在泵浦光功率为25W的情况下,获得了3.3W的绿光输出,光-光转换效率为14.3%,实验结果与理论预期基本相符,比产业化项目的目标要求—绿光输出3W高出10个百分点。 4.提出了多功能光学参数测量系统的设计思想和设计方案,并对其基本组成及各部分的功能提出要求,同时画出了设计草图。


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