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文檔簡介
1、與傳統(tǒng)的激光器相比,激光二極管(LD)泵浦的全固態(tài)激光器具有重量輕、效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、光束質(zhì)量高、使用壽命長、維護(hù)費(fèi)用低廉等一系列優(yōu)點使其逐步替代氣體、染料等激光器而在軍事、工業(yè)、醫(yī)療、科研以及通訊等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。利用非線性頻率變換技術(shù),使近紅外的光波變頻后產(chǎn)生的激光拓展了激光器在實際中的應(yīng)用領(lǐng)域。如532nm的激光在激光醫(yī)學(xué)、激光顯示方面有著廣闊的應(yīng)用前景;而波長更短的266nm紫外激光器在精密材料加工、光刻、光印刷等領(lǐng)域則有著
2、獨(dú)特的優(yōu)勢。 本論文的主要工作如下: 1.從理論上分析了多向側(cè)面泵浦激光介質(zhì)中泵浦能量的分布情況,模擬不同泵浦結(jié)構(gòu)下泵浦光強(qiáng)在介質(zhì)中的分布。并以三向泵浦為例,建立熱傳導(dǎo)方程并對激光介質(zhì)內(nèi)的溫度分布情況進(jìn)行模擬。再根據(jù)溫度梯度與熱透鏡焦距的關(guān)系,得出熱焦距隨泵浦功率的變化曲線,并介紹了對熱透鏡效應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒?。最后從?cè)面泵浦情況下泵浦光與振蕩光的交疊積分出發(fā),計算了閾值泵浦功率、斜效率和輸出功率隨不同參數(shù)之間的變化關(guān)系。
3、 2.對幾種常用的紫外非線性晶體的特性進(jìn)行分析,比較各自的優(yōu)缺點,并針對CLBO晶體與BBO晶體,分析了負(fù)單軸晶體Ⅰ類臨界相位匹配方式,討論了不同晶體的相位匹配角、有效非線性倍頻系數(shù)以及角度相位匹配中存在的一些問題,在討論晶體允許角時,先利用級數(shù)展開的方法計算了晶體的允許角,又根據(jù)晶體自身的特點,分析了在主平面內(nèi)與垂直于主平面的平面內(nèi)允許角的投影分量,經(jīng)計算后得出這兩種晶體在平行于主平面的平面內(nèi)允許角遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于另一個投影分量,從而
4、直接影響著相位匹配的實現(xiàn)與輸出的光束質(zhì)量。最后介紹了CLBO晶體的防潮措施。 3.分析了用于倍頻的非線性晶體中的相位失配情況;在此基礎(chǔ)上給出了平面波近似下與高斯光束下倍頻效率的表達(dá)式,并分析了倍頻效率的影響因素;介紹了聚焦透鏡的選擇方法;最后分析了非線性晶體溫度變化對倍頻效率的影響情況。 4.在對平—平直腔與平—凹直腔比較分析腔參數(shù)對系統(tǒng)穩(wěn)定性影響的情況下,選擇合適的腔型和參數(shù)進(jìn)行實驗。 首先對綠光生成系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)
5、節(jié),在腔長為265mm、電流為45A、重復(fù)頻率為17kHz時得到了最大輸出功率為80W的穩(wěn)定綠光輸出。改變腔型,在系統(tǒng)中引入布儒斯特鏡對基頻光進(jìn)行分光,使其實現(xiàn)兩路同時振蕩,并在其中一路中加入倍頻晶體進(jìn)行倍頻,實現(xiàn)了綠光與基頻光同時輸出。在直腔的情況下,選擇合適的聚焦透鏡焦距值后先用垂直切割的BBO晶體進(jìn)行四倍頻實驗,在泵浦電流為33.2A時獲得了607mW的紫外光輸出。 然后用以布儒斯特角切割的CLBO晶體分別進(jìn)行了準(zhǔn)連續(xù)紫外
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