增益開關Cr2+-ZnSe激光器的研究.pdf

1、近年來，Cr2+:ZnSe激光器獲得了廣泛的關注。Cr2+:ZnSe激光器在2~3μm具有很寬的可調(diào)諧范圍，且它的吸收譜較寬，在泵浦源的選擇上較為靈活。高能量輸出的增益開關Cr2+:ZnSe激光器是光學參量振蕩器OPO理想的泵浦源。Cr2+:ZnSe激光器的輸出波長處于大氣窗口波段，所以可以用于氣體檢測、激光雷達、光通信等方面。由于水分子和人體組織對此波段的激光有許多較強的吸收譜線，所以Cr2+:ZnSe激光器在醫(yī)療方面又有著重要的應用

2、。本論文利用主動調(diào)Q的Ho:YAG激光器作泵浦源，對增益開關的Cr2+:ZnSe激光器進行了研究。
　　在理論部分，從Cr2+:ZnSe的能級結構出發(fā)，給出了Cr2+:ZnSe激光器的速率方程模型，在模型中分析了信號光和泵浦光之間模式匹配等因素對激光器的激光閾值和輸出功率的影響。并對Cr2+:ZnSe晶體的熱透鏡效應進行了分析，討論了不同泵浦功率下晶體中的溫度分布，再根據(jù)熱致折射率系數(shù)，計算出了晶體中的折射率分布，并給出了晶體熱透

3、鏡效應對光束傳輸影響的矩陣。介紹了增益開關脈沖的建立過程，并給出了增益開關的數(shù)值模擬所需的速率方程和邊界條件。
　　在實驗部分，本論文首先利用摻Tm3+光纖激光器作泵浦源，對連續(xù)光的Cr2+:ZnSe激光器進行了研究，考慮了熱透鏡效應在連續(xù)激光器中的影響。為了抵消熱透鏡的影響，設計了三鏡折疊腔和四鏡折疊腔，并用Matlab計算了三鏡腔和四鏡腔的穩(wěn)定區(qū)間，并計算了熱透鏡效應對晶體中心光斑半徑的影響，以及四鏡腔中腔長對晶體中心光斑半徑

4、的影響。利用摻Tm3+光纖激光器泵浦，搭建了三鏡腔和四鏡腔，分別獲得了最高4.58W和3.67W的輸出功率。
　　利用主動調(diào)Q的Ho:YAG激光器做泵浦源，對增益開關Cr2+:ZnSe激光器進行了研究，研究了在2kHz和5kHz的泵浦頻率下的輸出功率和能量，分別可以輸出最高5.5W和5.4W，對應的脈沖能量分別為2.75mJ和1.08mJ，斜率效率分別為19.6％和19.4%。探究了輸出激光脈沖波形和泵浦能量的關系，并探究了輸出激