1.9μmtm激光抽運(yùn)hoyag激光器研究

1、 分類號(hào)： TN219 密 級(jí)： 可公開 U D C： 編 號(hào)： 1.9μm Tm 激光抽運(yùn) Ho:YAG 激光器研究 RESEA RCH ON Ho:YAG LASER PUMPED BY 1.9μm Tm LASER 學(xué)位授予單位及代碼：

2、 長(zhǎng)春理工大學(xué)（10186） 學(xué)科專業(yè)名稱及代碼： 光學(xué)（080901） 研 究 方 向：激光物理與新型激光器 申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別： 碩 士 指 導(dǎo) 教 師： 金光勇 研究員 研 究 生： 黃祝龍 論文起止時(shí)間： 2013.10—2014.12 摘 要 2μm 人眼安全激光處于大氣窗口，可廣泛應(yīng)用于激光醫(yī)療、激光雷達(dá)、環(huán)境監(jiān)測(cè)及光通信等領(lǐng)域；此外，2μm 激光還可以作為 3

3、~5μm 寬帶可調(diào)諧中紅外光參量振蕩器的高效泵浦光。 Ho:YAG 晶體是產(chǎn)生高性能 2μm 激光的首選晶體之一， 為了盡快獲取高功率、高效率的 2μm 激光輸出，本文開展了 2.1μm Ho:YAG 激光器及其泵浦源 1.9μm Tm:YLF 激光器的理論與實(shí)驗(yàn)研究。 理論方面， 首先根據(jù) Ho:YAG 晶體的物理、 機(jī)械及光譜特性， 闡述了 2.1μm Ho:YAG 激光器的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制；然后依據(jù) Ho3+的躍遷機(jī)制，建立了考慮 Ho-

4、Ho 上轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)二能級(jí)速率方程模型，并依據(jù)此模型對(duì)激光器閾值、輸出功率進(jìn)行了求解；最后理論模擬并分析了上轉(zhuǎn)換損耗、輸出鏡透過率、泵浦-激光模式比以及晶體參數(shù)對(duì) Ho:YAG 激光器的影響，為后續(xù)激光器的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)提供理論指導(dǎo)。 實(shí)驗(yàn)方面， 首先搭建了 LD 單端抽運(yùn) Tm:YLF 激光器， 并依次研究了輸出鏡透過率、曲率半徑及諧振腔長(zhǎng)對(duì)輸出特性的影響，以此選取了最佳的實(shí)驗(yàn)參數(shù)；其次，開展了以平面鍍膜全反鏡為腔鏡的單 LD 雙端抽運(yùn) Tm

5、:YLF 激光器實(shí)驗(yàn)， 獲得了 9.6W 的 1908nm激光輸出，斜率效率和光光轉(zhuǎn)換效率分別為 35.9%和 29%，線寬大于 2nm，且輸出波長(zhǎng)隨著注入功率增加從 1908.2nm 紅移至 1909.8nm；接著使用鍍膜體光柵代替平面鍍膜全反鏡， 實(shí)現(xiàn)了 8.8W 的 1908.2nm 激光輸出， 線寬僅為 0.2nm， 且波長(zhǎng)紅移不超過 0.6nm。然后，開展了單程抽運(yùn) Ho:YAG 激光器實(shí)驗(yàn)，分別研究了輸出鏡透過率、曲率半徑及