雙調(diào)Q激光重復(fù)頻率的依賴特性和激光特性研究.pdf

1、隨著脈沖激光技術(shù)的不斷發(fā)展，各領(lǐng)域?qū)碛懈堂}寬、更高峰值功率的輸出脈沖的需求也日益增大。主被動雙調(diào)Q技術(shù)通過同時采用主動Q開關(guān)和被動調(diào)Q可飽和吸收體，輸出脈沖在擁有更加優(yōu)質(zhì)的脈沖特性的同時，憑借其可控的輸出脈沖重復(fù)頻率，在軍事、醫(yī)療、機(jī)械加工、遙感測距等方面的應(yīng)用得到了越來越多的關(guān)注和研究。同時，諸如石墨烯、黑磷以及過渡金屬二硫化物等各種新型二維可飽和吸收材料的出現(xiàn)，讓脈沖激光技術(shù)煥發(fā)了新的活力。
　　論文基于聲光——可飽和吸收

2、體主被動雙調(diào)Q激光技術(shù)，分別采用不同的激光增益晶體和可飽和吸收材料，研究了1.34μm和1.064μm波段主被動雙調(diào)Q激光重復(fù)頻率的依賴特性和激光特性。通過與單被動調(diào)Q激光的輸出脈沖特性進(jìn)行對比，分析了主被動雙調(diào)Q技術(shù)對輸出脈沖的優(yōu)化作用。
　　具體研究內(nèi)容如下:
　　Ⅰ.實現(xiàn)了LD端面泵浦Nd∶Gd0.63Y0.37VO4晶體、聲光——V3+∶YAG可飽和吸收體主被動雙調(diào)Q1.34μm波段激光運(yùn)轉(zhuǎn)，并測量了在不同泵浦功率和

3、聲光調(diào)制頻率下的輸出脈沖特性，分析了脈沖特性隨聲光調(diào)制頻率改變出現(xiàn)的周期性斜坡現(xiàn)象。采用平面波近似的速率方程，建立了LD端面泵浦Nd∶Gd0.63Y0.37VO4晶體、聲光——V3+∶YAG可飽和吸收體主被動雙調(diào)Q1.34μm波段激光運(yùn)轉(zhuǎn)的耦合方程組，數(shù)值模擬與實驗結(jié)果相符。
　　Ⅱ.實現(xiàn)了LD端面泵浦Nd∶GGG晶體、聲光——單層石墨烯可飽和吸收體主被動雙調(diào)Q1064nm波段激光運(yùn)轉(zhuǎn)，測量了在不同泵浦功率和聲光調(diào)制頻率下的輸出脈

4、沖特性，包括重復(fù)頻率、脈沖寬度、峰值功率等，分析了主被動雙調(diào)Q激光重復(fù)頻率的依賴特性。與單層石墨烯單被動調(diào)Q激光相比，雙調(diào)Q激光能夠獲得更高峰值功率和更窄脈寬。
　　Ⅲ.利用化學(xué)氣相沉積法制備了MoS2可飽和吸收體，并進(jìn)行了表征，實現(xiàn)了LD端面泵浦Nd∶GGG晶體、聲光——多層MoS2可飽和吸收體主被動雙調(diào)Q1064nm激光運(yùn)轉(zhuǎn)，測量了不同泵浦功率和聲光調(diào)制頻率下的輸出脈沖特性，獲得最大平均輸出功率100.8mW，得到最短輸出脈寬

5、為150.1ns，最高的峰值功率為33.7W;與單被動調(diào)Q激光相比，雙調(diào)Q激光獲得的脈沖峰值功率更高、脈寬更窄，最大的脈寬壓縮率為5.3、最高的峰值功率增益因子為21.3。同時，分析了輸出脈沖聲光調(diào)制頻率出現(xiàn)的周期性斜坡現(xiàn)象和輸出脈寬隨聲光調(diào)制頻率出現(xiàn)的先減小后增大的現(xiàn)象。
　　論文的主要創(chuàng)新工作包括:
　?、?首次實現(xiàn)了LD端面泵浦Nd∶Gd0.63Y0.37VO4晶體、聲光——V3+∶YAG可飽和吸收體主被動雙調(diào)Q1.3

6、4μm波段激光運(yùn)轉(zhuǎn)，分析了脈沖特性隨聲光調(diào)制頻率改變出現(xiàn)的周期性斜坡現(xiàn)象，數(shù)值模擬與實驗結(jié)果相符。
　?、?首次實現(xiàn)了LD端面泵浦Nd∶GGG晶體、聲光——單層石墨烯可飽和吸收體主被動雙調(diào)Q1064nm波段激光運(yùn)轉(zhuǎn)，研究在不同泵浦功率和聲光調(diào)制頻率下的輸出脈沖特性，分析了主被動雙調(diào)Q激光重復(fù)頻率的依賴特性。
　?、?首次實現(xiàn)了LD端面泵浦Nd∶GGG晶體、聲光——多層MoS2可飽和吸收體主被動雙調(diào)Q1064nm激光運(yùn)轉(zhuǎn)，研究