基態(tài)高斯塔克能級熱助推泵浦Nd-YVO4激光器研究.pdf

1、熱效應是實現(xiàn)全固態(tài)激光器高功率、高效率和高光束質(zhì)量運轉(zhuǎn)的瓶頸。由激光介質(zhì)內(nèi)熱沉積產(chǎn)生的物理機制可知，解決熱效應最根本的辦法就是減小泵浦光和振蕩光之間的量子缺陷，基態(tài)高斯塔克能級熱助推泵浦方式是采用特定波長泵浦光把能量直接轉(zhuǎn)化到激光上能級，而不是泵浦到更高的能帶然后再馳豫到激光上能級，這種泵浦方式可將量子缺陷降到最低并消除量子效率損耗，能夠最大程度地提高量子效率并最大限度降低熱沉積，是一種可根本性解決固體激光器熱效應的方案。
　　

2、 在本論文中，分別采用全固態(tài)準連續(xù)可調(diào)諧鈦寶石激光器和連續(xù)914nmNd：YVO4激光器作為泵浦源，選用不同摻雜濃度和長度的Nd：YVO4晶體作為激光增益介質(zhì)，主要研究晶體溫度、摻雜濃度和長度對基態(tài)高斯塔克能級熱助推泵浦的Nd：YVO4激光器輸出特性的影響。主要內(nèi)容和創(chuàng)新點如下：
　　 1.介紹了Nd：YAG和Nd：YVO4晶體的高斯塔克能級熱助推泵浦特性；對端面泵浦固體激光器中的熱效應進行了理論研究，并從熱助推泵浦四能級激光系

3、統(tǒng)的速率方程出發(fā)，研究了熱助推泵浦的機理。
　　 2.對熱助推泵浦Nd：YVO4激光器的泵浦源--全固態(tài)準連續(xù)可調(diào)諧鈦寶石激光器進行了實驗研究，獲得的鈦寶石激光器的調(diào)諧范圍為675-970nm，輸出譜線寬度為2nm，脈沖寬度為17.6ns，在780nm處的最大功率為6.2W，相應的光-光轉(zhuǎn)化效率為28.2％。其中，鈦寶石激光器在914nm處的最大輸出功率為3.7W。
　　 3.對增益開關固體激光器的物理模型和時間特性進行

4、了理論研究，同時在研究全固態(tài)準連續(xù)可調(diào)諧鈦寶石激光器的基礎上，使用鈦寶石激光器作為泵浦源，把其輸出調(diào)至Nd：YVO4的熱助推泵浦帶，進行了準連續(xù)914nm鈦寶石激光器熱助推泵浦的Nd：YVO4激光器1064nm運轉(zhuǎn)實驗研究，得到的最大輸出功率為230 mW，相應的光.光轉(zhuǎn)化效率為23.7％，斜率效率為79％。使用鈦寶石激光器泵浦的Nd：YVO4激光器同樣具有增益開關的性質(zhì)，獲得了3.1ns的窄脈寬輸出。
　　 4.對連續(xù)914n

5、m Nd：YVO4激光器基態(tài)高斯塔克能級熱助推泵浦的Nd：YVO4激光器1064nm、1342nm運轉(zhuǎn)進行了實驗研究，重點研究了晶體的溫度、晶體的摻雜濃度和晶體長度對激光器輸出特性的影響。當晶體溫度為50℃時，使用摻雜濃度為1.0 at.％、尺寸為3mm×3ram×10mm的Nd：YVO4作為激光介質(zhì)時，獲得了最大功率為2.2W的1064nm輸出，相應的斜率效率為83.9％。當晶體溫度為50℃時，使用兩塊摻雜濃度為1.0 at.％、尺寸