LD側泵Nd-YAG激光器諧振腔的研究.pdf

1、激光打標是目前工業(yè)產品標記的最先進技術，廣泛的應用于鋼鐵、汽車、電子、航空航天、機械、冶金、船舶等相關加工領域。激光可以在平面或者弧面上打印各種文字、符號和圖案，高速打標可在生產線上實現實時打標，具有打標精度高、加工速度快等優(yōu)點。目前用于打標的激光器主要有Nd:YAG 激光器和CO2 激光器，Nd:YAG激光器最適合在金屬等材料上進行高清晰度的標記，目前市場需求量最大的激光打標機配置是輸出功率為50W的LD 側泵Nd:YAG 激光器，本

2、論文提出并完成50W的LD側泵Nd:YAG 激光器的設計方案和相關參數研究。
　　 首先是LD 側泵Nd:YAG 激光器諧振腔的設計，對LD 側泵Nd:YAG 晶體的熱透鏡效應進行了研究，得到熱透鏡焦距的公式；基于晶體熱透鏡效應的模型和高斯光束的光線傳輸矩陣原理建立帶熱透鏡效應的LD 側泵Nd:YAG 激光諧振腔模型，再根據這個模型詳細推導出不同諧振腔內傳輸矩陣以及晶體參數、熱透鏡焦距、腔形參數與輸出功率數值關系。
　　

3、 第二部分是50W的LD 側泵Nd:YAG 激光器的整體結構設計，根據需求輸出功率值計算出激光晶體參數，選擇合適的LD 側泵模塊；根據穩(wěn)區(qū)判斷方法選擇出合適的腔長參數范圍和輸出鏡透過率值。
　　 第三部分是基于熱透鏡模型和光線傳輸ABCD 矩陣用Matlab 對平平腔、平凸腔、平凹腔的穩(wěn)區(qū)、諧振腔內高斯光束傳輸規(guī)律、輸出鏡和晶體主平面表面的光斑半徑進行數值模擬分析，得到最穩(wěn)定的諧振腔腔形、輸出功率最大的諧振腔腔形和輸出光束發(fā)散角