高功率激光二極管陣列側(cè)面抽運(yùn)Nd-YLF激光放大器的研究.pdf

1、四川大學(xué)碩士學(xué)位論文高功率激光二極管陣列側(cè)面抽運(yùn)Nd:YLF激光放大器研究專(zhuān)業(yè):光學(xué)研究生:張申金指導(dǎo)老師:馮國(guó)英摘要一采用激光二極管陣列(LD助代替氛光燈作為抽運(yùn)源的激光二極管抽運(yùn)固體激光器(DPSSL)以其轉(zhuǎn)換效率高、穩(wěn)定性好、體積小、光束質(zhì)量高、重復(fù)頻率高、壽命長(zhǎng)和全固態(tài)等優(yōu)點(diǎn)，已成為新型激光器的發(fā)展熱點(diǎn)，而且它還可以克服以氮光燈作為抽運(yùn)源時(shí)帶來(lái)的熱效應(yīng)等副作用。Nd:YLF晶體有較長(zhǎng)的熒光壽命及自然雙折射特性，用功率受限型抽運(yùn)源

2、LD進(jìn)行抽運(yùn)，可充分發(fā)揮激光二極管的.潛力。本文從理論及實(shí)驗(yàn)上分析研究了高功率LDA側(cè)面抽運(yùn)Nd:YLF激光放大器的放大特性，所做得主要內(nèi)容包括:1、從交疊積分及輸運(yùn)方程出發(fā)，對(duì)激光放大器的放大特性進(jìn)行了理論分析，對(duì)激光放大器的增益特性、能量轉(zhuǎn)換效率特性及能量輸出特性進(jìn)行了相關(guān)的理論研究及計(jì)算模擬。2設(shè)計(jì)、制造并成功運(yùn)行了高功率LDA側(cè)面抽運(yùn)棒狀Nd:YLF的激光放大器及一套兩級(jí)雙程離軸放大系統(tǒng).實(shí)驗(yàn)中對(duì)LDA及Nd:YLF棒進(jìn)行了有效

3、的溫度控制，同時(shí)采取了精確的延時(shí)措施，提高了激光放大器的轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)得到了激光放大器及放大系統(tǒng)的增益特性、輸出能量特性及能量提取效率特性與放大器LDA的抽運(yùn)電流、放大脈沖與放大器LDA抽運(yùn)電流之間的延時(shí)及注入能量之間的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:采用側(cè)面直接抽運(yùn)藕合系統(tǒng)的激光放大器有均勻的抽運(yùn)光分布場(chǎng)和增益分布場(chǎng)。注入能量為20vJ時(shí)，兩個(gè)激光放大器的雙程離軸小信號(hào)增益為5.35和5.25:在5mmx5二軟光闌處注入能量為27第1頁(yè)共

4、4頁(yè)四川大學(xué)碩士學(xué)位論文ResearchofNd:YLFlaseramplifiersidepumpedbyhighpowerlaserdiodearrayMajor:OpticsPostgraduate:ZhangShenjinSuperviserTengGuoyingABSTRACTBecauseoftheadvantagesofhighenergyconversionefficiencyhighstabilitysmallsize

5、highqualityhighrepeatedfrequencylongfluorescencelifeallsolidstateetalthediodepumpedsolidstatelaser(DPSSL)hasbeenthedevelopmenthotspotofnewkindoflaser.Byusinglaserdiodearray(LDA)teplaceXelamptopumpmediumDPSSLcanalsooverco

6、metheseriousthermalefectsandothersideefectofXelamp.Nd:YLFcrystalhaslongerfluorescencelifeandnaturalbirefeingentandcanexertthepotentialofpowerrestrictedLD.HerethebasicamplifimgcharactersofNd:YLFlaseramplifiersidepumpedbyh

7、ighpowerlaserdiodearrayareanalyzedandresearchedbasedontheoryandexperiment.Themaincontentisthefollowing:1ByusingOverlapIntegralandcoveyequationstheamplifingcharactersoflaseramplifierareanalyzed.Thecharactersofgainenergyco

8、nversioneficiencyandoutputenergyarestudiedbasedontheoryandsimulationindetail2ANd:YLFlaseramplifierandasuitoftwostagedoublepassofaxisamplifyingsystemaredesignedmadeandoperatedsuccessfully.Thelaseramplifierissidepumpedbyhi

9、ghpowerlaserdiodearray.ThetemperaturesoflaserdiodearrayandNd:YLFrodarecontrolledefectivelyandtheaccuratedelayisadopted.Suchmeasuresincreasetheenergyconversionefficiencyandstabilityofamplifier.Therelationsofgainenergyconv