2μm摻鈥YAG晶體的單塊非平面環(huán)形腔激光器研究.pdf

1、使用摻Tm,Ho晶體是獲得2μm波段激光輸出固體激光器的主要途徑之一。該激光作為高相干的輻射光源,在下述方面得到重要應用:①激光雷達發(fā)射機。用這種雷達探測地面目標時分辨率可提到8-10倍。此外,2μm波段激光的大氣傳輸特性好,保密性好,實現(xiàn)激光二極管(LD)泵浦可小型化,因此這種激光器在軍事上有重要的應用前景。②醫(yī)用手術刀。2μm波段激光的范圍1.87-2.16μm,它覆蓋了水分子和CO2分子的吸收帶,這使得2μm波段激光很容易被生物組

2、織吸收,用它可作淺表性手術,不會傷及深層肌體。自從單塊非平面環(huán)形腔的思想產生,二十多年來其理論逐漸完善,各種不同波段的非平面環(huán)形腔激光器也相繼被研制成功。該激光器具有結構簡單穩(wěn)固、頻率及功率噪聲小、線寬窄、調節(jié)容易、效率及單頻輸出功率相對較高的優(yōu)點。首先,本文對五種具有產生2μm激光輸出能力的激光晶體的性能進行了分析,確定使用需要1.9μm激光泵浦的Ho:YAG晶體研制非平面環(huán)形腔激光器的方案是一個切實可行的最優(yōu)方案;通過對非平面環(huán)形腔

3、結構和準平面單塊環(huán)形腔結構的綜述以及半非平面環(huán)形腔結構對加工公差釋放性能的分析,確定了使用半非平面環(huán)形腔作為本文研究的激光器的基本結構;其次,使用單塊半非平面環(huán)形腔的偏振態(tài)匹配理論,通過計算順時針、逆時針環(huán)行腔的r和p偏振方向的偏振損耗,確定可用的單塊半非平面環(huán)形腔幾何結構參數(shù),作為激光器設計的初選;然后,使用激光光束傳輸矩陣理論對單塊半非平面環(huán)形腔進行微擾穩(wěn)定性和熱擾穩(wěn)定性的分析,最終完成激光器的結構設計;最后,完成激光器的加工并通過