準(zhǔn)連續(xù)激光二極管泵浦Yb-YAG-Cr4+-YAG被動(dòng)調(diào)Q微片激光器研究.pdf

1、稀薄燃燒是一種先進(jìn)的內(nèi)燃機(jī)燃燒技術(shù)，采用稀薄燃燒技術(shù)可以提高能源的燃燒效率，減少有害氣體的排放，對(duì)于環(huán)境保護(hù)和能源的有效利用起著至關(guān)重要的作用。稀薄燃燒催發(fā)了內(nèi)燃機(jī)激光點(diǎn)火技術(shù)的應(yīng)用。能輸出短脈寬、高峰值功率激光的被動(dòng)調(diào)Q固體激光器近年來(lái)在內(nèi)燃機(jī)激光點(diǎn)火技術(shù)領(lǐng)域取得了巨大進(jìn)展。本文首先從課題的研究背景進(jìn)行了介紹，并從基本原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)兩方面對(duì)內(nèi)燃機(jī)激光點(diǎn)火技術(shù)進(jìn)行了概述，還對(duì)基于摻釹離子(Nd3+)或鐿離子(Yb3+)激光材料和Cr4+

2、∶YAG晶體的固體激光器在內(nèi)燃機(jī)激光點(diǎn)火方面取得的研究進(jìn)展進(jìn)行了介紹。然后闡述了試驗(yàn)中選取Yb∶YAG晶體作為增益介質(zhì)與Cr4+∶YAG晶體作為可飽和吸收體的光學(xué)特性和優(yōu)勢(shì)，以及選取準(zhǔn)連續(xù)激光二極管作為泵浦源的優(yōu)勢(shì)。最后，基于準(zhǔn)連續(xù)激光二極管，在室溫下對(duì)Yb∶YAG/Cr4+∶YAG被動(dòng)調(diào)Q微片激光器進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。
　　用940 nm準(zhǔn)連續(xù)激光二極管作為泵浦源，Yb3+摻雜濃度為10％、厚度為1.2mm的Yb∶YAG晶體作為增益

3、介質(zhì)，分別用初始透過(guò)率為95％、厚度為1.5mm和初始透過(guò)率為90％、厚度為0.5 mm的Cr4+∶YAG晶體作為被動(dòng)調(diào)Q元件，系統(tǒng)研究了泵浦光強(qiáng)度、泵浦光脈寬、泵浦光重復(fù)頻率、輸出耦合鏡的反射率以及可飽和吸收體的初始透過(guò)率和厚度對(duì)Yb∶YAG/Cr4+∶YAG被動(dòng)調(diào)Q微片激光器輸出激光性能的影響，獲得了高性能的激光輸出。在泵浦光峰值功率為12.3 W、脈寬為1.0 ms、重復(fù)頻率為2 Hz的泵浦條件下，采用反射率為50％的輸出耦合鏡，