LD泵浦鍵合Nd-YVO4晶體被動Q及鎖模激光特性研究.pdf

1、激光二極管(LD)泵浦的固體激光器有著高效率、高穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)緊湊、全固態(tài)以及光束質(zhì)量高等優(yōu)點。在科學研究、軍事裝備、工業(yè)加工、激光醫(yī)療等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，在當今已成為了一個重要的激光研究領(lǐng)域。
　　 本論文研究了激光二極管泵浦的全固態(tài)被動調(diào)Q及調(diào)Q鎖模激光特性。使用帶光纖耦合的半導體激光器作為泵浦源，采用Nd∶YVO4/Nd∶YVO4/Nd∶YVO4鍵合晶體和Nd∶YVO4單晶作為激光工作物質(zhì)，對端面泵浦的激光工作物質(zhì)內(nèi)部溫度

2、場分布、熱損耗和熱焦距進行了數(shù)值模擬和實驗操作。研究了可飽和吸收體Cr+∶YAG和單壁碳納米管(SWCNTs)單被動調(diào)Q激光器的輸出特性，以及SWCNTs-V∶YAG雙被動調(diào)Q激光脈沖的壓縮特性。采用三鏡折疊V型腔結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了LD泵浦Nd∶YVO4/Nd∶YVO4/Nd∶YVO4鍵合晶體、Cr4+∶YAG被動調(diào)Q鎖模激光運轉(zhuǎn)。
　　 論文的研究工作包括:
　　 1.研究了普通晶體和鍵合晶體的熱效應(yīng)現(xiàn)象，利用數(shù)值模擬方法，

3、對端面泵浦的激光工作物質(zhì)的熱損耗、內(nèi)部縱向和橫向的溫度場分布以及熱焦距進行了深入的理論模擬。在實驗上對晶體的熱焦距進行了測量，實際結(jié)果與理論模擬結(jié)果吻合，兩者隨泵浦功率變化的趨勢相一致。
　　 2.實現(xiàn)了LD泵浦Nd∶YVO4/Nd∶YVO4/Nd∶YVO4被動調(diào)Q和雙被動調(diào)Q的1064nm激光運轉(zhuǎn)。利用飽和吸收體Cr4+∶YAG和SWCNTs分別對激光器進行了被動調(diào)Q，研究了SWCNTs-V∶YAG雙被動調(diào)Q激光特性。通過實驗

4、測量了鍵合晶體與單晶在不同泵浦功率下的輸出功率、平均輸出功率、脈沖寬度、脈沖重復率、單脈沖能量以及峰值功率的這些表征激光器性能的參數(shù)，分析了其變化趨勢。在雙被動調(diào)Q下獲得了更短的脈沖寬度，更高的單脈沖能量與峰值功率，以及具有優(yōu)秀對稱性的短脈沖。
　　 3.采用三鏡折疊腔結(jié)構(gòu)，以Nd∶YVO4/Nd∶YVO4/Nd∶YVO4鍵合晶體作為激光工作物質(zhì)，Cr4+∶YAG作為飽和吸收體，實現(xiàn)了LD泵浦三鏡折疊腔1064nm調(diào)Q鎖模激光運

5、轉(zhuǎn)，研究了被動調(diào)Q鎖模下的激光輸出特性。對不同泵浦功率下的平均輸出功率和脈沖重復頻率進行了測量。并利用測量結(jié)果計算出調(diào)Q包絡(luò)的脈沖能量，分析其變化趨勢。這一被動調(diào)Q鎖模激光器具有優(yōu)越的特性，平均輸出功率以及脈沖包絡(luò)間的振幅都非常穩(wěn)定，適用于科研、工業(yè)和生活中的各個領(lǐng)域。
　　 論文的主要創(chuàng)新點:
　　 1.首次對Nd∶YVO4/Nd∶YVO4/Nd∶YVO4鍵合晶體的熱效應(yīng)進行了理論研究，并在實驗上對晶體的熱焦距進行了測

6、量，實際結(jié)果與理論模擬結(jié)果吻合，兩者隨泵浦功率變化的趨勢相一致。
　　 2.首次實現(xiàn)了LD泵浦Nd∶YVO4/Nd∶YVO4/Nd∶YVO4晶體、Cr4+∶YAG及SWCNTs單被動調(diào)Q和SWCNTs-V∶YAG雙被動調(diào)Q的1064nm激光運轉(zhuǎn)。在雙被動調(diào)Q下獲得了更短的脈沖寬度，更高的單脈沖能量與峰值功率，以及具有優(yōu)秀對稱性的短脈沖。
　　 3.采用三鏡折疊腔結(jié)構(gòu)，首次以Nd∶YVO4/Nd∶YVO4/Nd∶YVO4鍵