Pr-YLF綠光激光器.pdf

1、可見光波段的激光在激光顯示、激光通信，光譜學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、量子光學(xué)等方面有著廣泛的應(yīng)用。其中綠光激光的產(chǎn)生方法一般有:半導(dǎo)體激光器直接激射綠光，或是通過倍頻技術(shù)獲得綠光。目前可見光激光中的藍(lán)光和紅光半導(dǎo)體激光器都有了重大發(fā)展，而綠光半導(dǎo)體激光器則發(fā)展緩慢。目前報(bào)道綠光半導(dǎo)體激光器最高輸出功率為幾十毫瓦。而倍頻綠光激光器則容易受溫度變化影響，因此需要溫控，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜等。本文目的在于研究一種通過下轉(zhuǎn)換，非倍頻方式，直接產(chǎn)生綠光激光的固態(tài)激光技

2、術(shù)。即藍(lán)光激光二極管泵浦Pr∶YLF綠光激光器。
　　文章首先介紹了目前綠光半導(dǎo)體激光器的發(fā)展情況及國內(nèi)國外Pr∶YLF綠光激光器的研究發(fā)展情況。介紹了Pr∶YLF晶體的一些光學(xué)，機(jī)械，熱學(xué)特性等。測(cè)量了Pr∶YLF晶體的偏振吸收譜和發(fā)射譜。晶體對(duì)中心波長分別為444nm，469nm，479nm的π方向泵浦光有較大的吸收，其中以479nm處吸收最強(qiáng)。由測(cè)量的發(fā)射譜可以看出Pr∶YLF晶體可以實(shí)現(xiàn)多條可見光波段譜線躍遷。
　　

3、介紹了激光器四能級(jí)系統(tǒng)基本理論并對(duì)理論結(jié)果進(jìn)行了模擬分析。由空間相關(guān)的速率方程模型推導(dǎo)得到了激光器的閾值表達(dá)式，激光器輸出功率與泵浦功率關(guān)系式，斜效率表達(dá)式等。介紹了一種測(cè)量腔內(nèi)損耗的方法，F(xiàn)-C方法。
　　分析了腔內(nèi)模斑半徑大小變化情況，輸出功率隨激光光斑與泵浦光斑半徑比變化及隨透射率變化情況。獲得使輸出功率最大的光斑比和最佳透射率，進(jìn)而指導(dǎo)激光器的設(shè)計(jì)。做了不同實(shí)驗(yàn)并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了比較。發(fā)現(xiàn)泵浦光束整形可以降低激光器的閾值，提高

4、輸出功率。在相同泵浦功率下，波長匹配的泵浦源可以提高晶體對(duì)泵浦光的吸收進(jìn)而提高輸出功率等。研究了不同激光器的輸入輸出特性，計(jì)算了相應(yīng)的腔內(nèi)損耗。在5mm晶體實(shí)驗(yàn)中，在T=1.9％時(shí)獲得本文的最大輸出功率184.4mW,閾值吸收功率為157.6mW,斜效率38.4％，最大光光效率23.5％。
　　最后我們制作了一臺(tái)腔長約為8mm的小型化綠光激光器。在入射光功率為823mW時(shí)，獲得輸出功率118mW，相對(duì)于入射光的斜效率為29％，光光