用于光生毫米波的微片激光器研究.pdf

1、激光二極管端面抽運(yùn)的雙頻微片激光器在工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究、信息傳輸和國防建設(shè)等領(lǐng)域應(yīng)用普遍，尤其是隨著無線電頻譜資源的日趨緊張，頻率更高波段的毫米波頻段頻譜資源被提上了日程，雙頻微片激光器作為產(chǎn)生毫米波信號的相對簡單和有效的方法，因此近年來各國科學(xué)家對雙頻微片激光器的相關(guān)內(nèi)容表現(xiàn)了持續(xù)的研究興趣。
　　本文主要研究雙頻微片激光器的特性，包括對LD抽運(yùn)的雙頻微片激光器的光譜和頻差特性研究和對小信號增益情況下雙頻激光放大器的理論模型的研

2、究，具體包括以下幾方面內(nèi)容：
　　(1)首先介紹了產(chǎn)生光生毫米波的技術(shù)及其工作原理，然后闡述了雙頻微片激光器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，最后分析了雙頻微片激光器的發(fā)展趨勢和雙頻微片激光放大的科學(xué)意義。
　　(2)闡述了雙頻微片激光器的基本原理、雙頻微片激光器常用激光晶體的特性、對微片晶體的選擇，并對Nd:YVO4晶體的激光特性進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。同時(shí)，從激光四能級速率方程出發(fā)，在近閾值抽運(yùn)和強(qiáng)光抽運(yùn)情況下，推導(dǎo)出雙頻微片激光器的閾值功率

3、、輸出功率和斜效率等輸出特性。
　　(3)理論分析雙頻微片激光器諧振腔內(nèi)的模式，分析單縱模雙縱模形成條件，并從實(shí)驗(yàn)出發(fā)研究了激光二極管(LD)抽運(yùn)的、頻差可調(diào)的雙頻Nd:YVO4微片激光器的光譜特性。對于熒光譜寬固定的激光增益介質(zhì)，輸出激光的光譜特性主要與抽運(yùn)功率、抽運(yùn)位置、諧振腔腔長等參數(shù)相關(guān)；通過控制相關(guān)參數(shù)，可以調(diào)整輸出激光不同波長頻譜峰之間的相對頻差。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)LD抽運(yùn)電流為14.5A時(shí)，抽運(yùn)光與諧振腔模達(dá)到良好

4、的匹配，輸出穩(wěn)定的雙縱模雙頻激光，相應(yīng)的頻差可以達(dá)到超過90GHz；改變抽運(yùn)參數(shù)，相應(yīng)頻差在92.22 Hz～94.24GHz之間變化；增加諧振腔的腔長時(shí)，輸出的激光縱模間隔減少并可輸出三縱模，其中兩頻峰之間的最小頻差可達(dá)到26.5GHz。
　　(4)建立小信號增益雙頻放大器理論模型。在小信號增益情況下，從四能級速率方程出發(fā)，對經(jīng)過行波放大器之后的輸出譜線和增益譜寬進(jìn)行研究和分析，建立理論模型，并利用MATLAB軟件模擬仿真各個(gè)參