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LD泵浦的473nm波长全固体蓝激光器的研究

刘伟仁  
【摘要】: LD泵浦的全固体激光器是目前激光技术领域中最为活跃的分枝,也是 固体激光产品最终发展的方向。其中LD泵浦的全固体蓝绿激光器是国际上众 多家机构花重金争相开展的科研项目。目前绿激光器技术相对成熟,瓦级以上 的532nm的绿激光器在国外市场并不希奇,而输出功率达到100mW的蓝激光 器却十分罕见,只有少数几家科研机构虽能做到这一点,但多数全都停留在实 验室阶段。在我国目前还是一个空白。针对这样的情况,本人开展了一种适合 产业化的LD泵浦473nm全固体蓝激光器的研究。并成功地研制出各项指标均 达到要求的输出功率120mW的蓝激光器。 在本论文中首先分析了Nd~(3+):YAG晶体的能级结构及其荧光谱线,计算 出在946nm波长处的吸收截面和受激发射截面,并分析了Nd~(3+):YAG晶体能 够在室温下以准三能级运转的原因,从而阐明它是目前最适合间接产生蓝光的 激光材料。 本文在前人的基础上建立了准三能级系统激光运转的更完整的模型,分析 了Nd~(3+):YAG在准三能级运转情况下的阈值同泵浦光斑半径与激光光斑半径 的关系表达式;确定了Nd~(3+):YAG的最佳长度;分析了在不同激光参数的情 况下激光的反转粒子数同泵浦光乃至激光等因素的关系;讨论了泵浦光与激光 之间的匹配对激光的输出的影响;讨论了激光斜效率与各个参数之间的关系; 并总结了在理论上如何实现激光的最佳运转。 本文在理论的指导下,结合我们的实际情况,优化设计了一套适合产品化 要求总体方案。其中包扩:耦合系统、腔体结构,膜系制备,倍频晶体等。最 后通过实验验证了我们的整个指导思想的正确性。


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