收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

全固态多波长飞秒激光产生的理论与实验研究

白晋涛  
【摘要】: 本论文第1章首先回顾了全固态激光器的发展历史过程,介绍了半导体泵浦的全固态激光器的主要特性以及各类LD泵浦的晶体材料及其特性,综述了国内外激光二极管泵浦的各种波长全固态激光器的研究进展,展望了全固态激光器的应用前景;第2章引入了LD泵浦固体激光器的基本模型和工作原理,从速率方程导出四能级系统的振荡阈值,工作斜效率和工作点情况,继而描述了三波耦合理论和腔内倍频非线性过程;第3章对全固态二极管双端泵浦Nd:YVO_4/KTP(LBO)激光器技术进行了描述,给出在大功率泵浦下热透镜效应对腔稳定性的影响及如何优化热稳腔的腔结构和腔参数等;第4章主要介绍了各种飞秒固体激光增益介质及其特性,进行了全固态近红外飞秒激光理论分析和实验研究;第5章介绍了飞秒激光二次谐波产生(SHG)理论,分析和计算了利用棱镜组引进频谱空间啁啾来补偿谐波倍频晶体的相位失配,进行了全固态Ti:S飞秒蓝光、紫外光激光器的实验研究:论文第6章主要研究了全光纤飞秒激光脉冲的产生和放大机制及其关键技术,理论与实验相结合,重点解决了自启动锁模和光脉冲的孤子压缩效应的机制和实现自启动锁模的关键技术。具体研究内容和创新工作为: 1.理论上通过引入端面泵浦光场与振荡光场的分布函数,得到稳态条件下输入输出特性,分析了泵浦光焦点位置对泵浦阈值及斜效率的影响和在不同泵光功率下的最佳光斑大小及透过率。对腔内倍频理论也进行了研究,讨论了影响倍频效率的几个因素,如相位失配、走离效应等。在此基础上,重点讨论了由大功率LD泵浦的热稳腔的稳定性问题,通过数值模拟计算,分析了腔长、束腰大小等因素对腔稳定性的影响,这对优化腔结构、选择光路参数,保证大功率连续波绿光激光器能够稳定运转,具有一定的指导意义。 2.采用两只输出功率为12W,波长为810nm的半导体激光器作Nd:YVO_4腔内倍频激光器的泵浦源,通过数值计算设计了高稳定的热不敏激光腔结构。使激 光腔中的热透镜焦距范围在 5——1000mm之间激光器仍能稳定地工作。从而研制成 功了一套可用作泵浦掺钛兰宝石激光器的全固体绿光激光器。 3.为了降低掺钛兰宝石激光器的阈值提高它的光一光转换效率,我们利用 光学传输矩阵理论,对掺钛兰X石激光腔进行数值模拟,设计出工作阈值低、转换 效率高的飞秒激光系统。当绿光泵浦功率为Z*w时,输出的飞秒激光平均功率达 到 300mw。 4.在飞秒蓝光、紫外光激光产生方面,从理论上研究了用非线性晶体产 一生飞秒激光h次谐波机制。由于飞秒激光具有宽的光谱带宽,一般在50120urn 之间,如果采用常用相位匹配技术,不能在宽的光谱范围内获得最佳的相位匹配。 在飞秒光脉冲的宽光谱的条件下,如何能较好地满足相位匹配是研究工作要解决的 关键问题和关键技术。根据激光经过色散元件之后,光谱在空间按一定的顺序排列 这一特性。我们通过选取适当焦距的透镜在较宽的光谱范围内成功地实现了相位匹 _配。通过数值模拟确定了最佳透镜焦距。实验证明该技术能有效地提高转换效率, 利用BBO倍频晶体可获得飞秒蓝光激光转换效率为24.3%,输出的飞秒蓝光激光 平均功率达75mw,脉宽为33.3fs。同时初步进行了飞秒钛宝石自锁模激光器的三 次谐波产生的实验研究。本论文这一研究成果拓展了飞秒激光波长范围,使飞秒激 光器可同时输出近红外光仿00七30n叫、蓝光和紫外光。 5.与他人合作研究了全光纤飞秒激光脉冲的产生和放大机制及其关键技 术。理论与实验相结合,重点解决了自启动锁模和光脉冲的孤子压缩效应的机制和 实现自启动锁模的关键技术,采用非线性偏振旋转脉冲相加锁模自启动技术研制成 的半导体激光器泵浦的掺E/光纤环形腔激光器,获得了最短脉冲269B、重复率 ZI.37 MHz、中心波长 1.53pm且工作稳定的激光脉冲;同时采用高增益掺 Ery光纤 放大器对掺E;许光纤激光器输出的超短光脉冲直接进行放大得到了最大平均输出 功率14.smw、单脉冲能量0.69InJ、峰值功率2657.SW、最短光脉冲宽度260fs 的好结果。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 陆靖,范康年,LeeSoo-Ying;飞秒脉冲激发的动力学光谱理论——Ⅱ.解离反应的发射光谱[J];中国科学A辑;1997年11期
2 白光,罗山;Al_2O_3:Ti激光飞秒脉冲重复频率的稳定化[J];激光与光电子学进展;1998年03期
3 陈国夫,A·芬琪,W·西拜特,W·斯利特;19飞秒激光脉冲的产生与测量[J];光子学报;1988年01期
4 陈国夫;C.超短激光光源[J];光子学报;1989年03期
5 刘红平,尹淑慧,张建阳,姜波,王利,楼南泉;飞秒泵浦探测实验数据分析(英文)[J];化学物理学报;2002年03期
6 ;1999年诺贝尔化学奖获得者的学术成就——用飞秒分光技术观察化学反应过渡状态的研究成果[J];重庆师范学院学报(自然科学版);2000年01期
7 叶青;同步加速器产生飞秒X射线脉冲[J];激光与光电子学进展;2000年09期
8 张伟力,邢岐荣,王清月,NelsonCue,K.M.Yoo;TW级Ti:Al_2O_3飞秒激光放大器[J];光学学报;1996年04期
9 朱长军,秦元东,杨宏,龚旗煌;空气中飞秒强激光三次谐波的产生[J];量子电子学报;1999年06期
10 谢红兰,陈建文,高鸿奕,陈敏,陆陪祥,徐至展;飞秒X射线衍射研究进展[J];激光与光电子学进展;2001年12期
11 尹淑慧,刘红平,张建阳,姜波,王利,沙国河,楼南泉;飞秒时间分辨质谱方法研究CF_3I光电离动力学[J];化学物理学报;2003年01期
12 幸若冰,王清月;飞秒染料激光器的调谐特性[J];量子电子学报;1987年04期
13 张晓天,朱鹤元,孙迭篪,李富铭;铜蒸气激光泵浦的飞秒光脉冲染料放大器[J];应用激光;1994年03期
14 王屹山,陈国夫;飞秒掺钛蓝宝石激光脉冲的产生与放大实验研究[J];光学精密工程;1996年05期
15 蒋捷,杨天新,于建,李世忱;飞秒脉冲展宽器的设计[J];光学学报;1997年01期
16 张伟力,王清月,邢岐荣,柴路,KMYoo;TW(10~(12)W)飞秒激光作用下的超连续光谱的实验研究[J];中国科学A辑;1997年02期
17 杨建军,毛艳丽,阮双琛,侯洵;37fs、0.94μm钛宝石自锁模激光器的研究[J];光学学报;1999年03期
18 罗莉,周建英;化学反应飞秒相干动力学与激光相干控制——1999年诺贝尔化学奖介绍[J];物理;2000年03期
19 石英;许瑛珍;苏夏琳;林圣贤;韩克利;;叶绿素a分子在乙醇溶剂中的瞬态吸收研究(英文)[J];化学物理学报(英文版);2006年01期
20 汪金祥;飞秒脉冲技术的新进展[J];光子学报;1987年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张栋栋;徐海峰;金明星;刘福春;丁大军;;飞秒激光场中碘甲烷分子的解离电离竞争过程[A];第十六届全国原子与分子物理学术会议论文摘要集[C];2011年
2 陈高;;采用较长脉宽双色场获得孤立阿秒脉冲[A];第十五届全国原子与分子物理学术会议论文摘要集[C];2009年
3 ;达曼光栅的飞秒测量系列装置通过验收[A];第三届科学仪器前沿技术及应用学术研讨会论文集(二)[C];2006年
4 李庆;伏再喜;王莉;徐丽;吕良宏;张先燚;季学韩;崔执凤;;固体样品的飞秒双脉冲激光诱导击穿光谱研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
5 谷渝秋;焦春晔;周维民;陈豪;王光昶;温天舒;葛芳芳;刘红杰;黄文忠;尤永禄;何颖玲;温贤伦;;飞秒激光与等离子体相互作用中自生磁场的测量[A];中国工程物理研究院科技年报(2003)[C];2003年
6 余文娟;任秋实;王成;;飞秒激光眼屈光手术[A];上海市激光学会2005年学术年会论文集[C];2005年
7 周大伟;杨爱英;刘星洋;戴少阳;齐向晖;周小计;陈徐宗;;光纤飞秒光梳研究进展[A];全国光电子与量子电子学技术大会论文集[C];2011年
8 陈顺利;赵元安;高鹏鹏;李大伟;贺洪波;邵建达;范正修;;纳秒激光表面改性对Ta_2O_5/SiO_2介质膜飞秒激光诱导损伤的影响[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
9 赵全忠;林耿;邱建荣;;飞秒激光诱导透明材料折射率变化进展(英文)[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
10 周斌;孙骐;徐翔;徐超;沈军;吴广明;唐伟星;倪星元;贾天卿;;石英和有机衬底上飞秒激光微加工引入微结构的工艺研究[A];第八届全国核靶技术学术交流会论文摘要集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 白晋涛;全固态多波长飞秒激光产生的理论与实验研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2001年
2 刘建勇;飞秒液相超快过程动力学研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2003年
3 倪晓昌;飞秒激光微精细加工理论与实验研究[D];天津大学;2004年
4 张栋栋;分子在飞秒激光场中电离解离及在六极静电场中转动态选择研究[D];吉林大学;2011年
5 刘佳;飞秒激光成丝相互作用及诊断方法[D];华东师范大学;2013年
6 程光华;飞秒激光与透明介质相互作用的非线性及应用[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2004年
7 任立庆;698nm超窄线宽激光器研制以及飞秒光频流相关理论研究[D];陕西师范大学;2012年
8 龙金友;二硫化碳与对二氟苯分子激发态的超快非绝热动力学研究[D];中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所);2012年
9 李玉同;飞秒激光等离子体光学诊断和自生磁场实验研究[D];中国工程物理研究院;2001年
10 张玲;飞秒写制长周期光纤光栅的光谱特征及传感应用[D];山东大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王涛;飞秒光孤波间相互作用的数值研究[D];山西大学;2003年
2 范珍;飞秒泵浦—探测方法研究二硫化碳分子电离解离机制[D];吉林大学;2010年
3 解忧;光纤通信中飞秒光脉冲间相互作用及其抑制[D];西安科技大学;2004年
4 薄明霞;飞秒光孤波在光纤中的传输特性研究[D];山西大学;2003年
5 苏晓俊;苯类有机分子的飞秒非线性动力学研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 何铁英;光谱位相干涉测量仪(SPIDER)的理论与实验研究[D];天津大学;2004年
7 于杰;利用飞秒泵浦—探测光电子能谱研究双原子分子的波包动力学过程[D];大连理工大学;2005年
8 童玉琪;基于分子排列的飞秒光丝及太赫兹产生控制研究[D];华东师范大学;2011年
9 李卫波;飞秒激光抛光碳化硅陶瓷材料的工艺过程研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
10 陈瑜婷;飞秒激光脉冲整形研究[D];华东师范大学;2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 黄基尧;高新区:“老九”当家 “飞秒”速度[N];东莞日报;2009年
2 本报记者 张永超;飞秒激光刀『飞』入中国内地[N];医药经济报;2005年
3 本报记者 汪玮玮;飞秒光电从创意到财富的飞跃[N];中国知识产权报;2006年
4 张科;德研制老花眼飞秒激光治疗设备[N];中国医药报;2009年
5 通讯员  卢敬叁 记者  李凝;光学频率可以精确测量[N];科技日报;2006年
6 《中国物理学报》 供稿;飞秒激光测量纳米尺度超快物理过程[N];大众科技报;2007年
7 本报记者 吴德强;制造闪电 击落飞机[N];北京科技报;2004年
8 本报记者 蒋秀娟;飞秒激光术能否带来安全“新视界”?[N];科技日报;2009年
9 记者 毛黎;科学家以飞秒速度“捕捉”分子运动[N];科技日报;2006年
10 记者 李新龙通讯员 蔡怡春;中科院打开微观观察世界之门[N];湖北日报;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978