全固態(tài)調(diào)Q激光器關(guān)鍵性能參數(shù)的優(yōu)化.pdf

1、全固態(tài)調(diào)Q激光器具有全固化、體積小、泵浦效率高等特點，在激光通訊、遙感探測、工業(yè)加工、軍事、醫(yī)療等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，受到人們極大的關(guān)注。 本論文根據(jù)全固態(tài)調(diào)Q激光的運轉(zhuǎn)特性，分別建立了摻Cr<'4+>飽和吸收體被動調(diào)Q、GaAs被動調(diào)Q以及聲光主動調(diào)Q等單調(diào)Q激光器的歸一化速率方程新模型，建立了聲光一摻Cr<'4+>飽和吸收體和聲光-GaAs主被動雙調(diào)Q以及摻Cr<'4+>飽和吸收體-GaAs雙被動調(diào)Q等雙調(diào)Q激光器的歸一

2、化速率方程新模型；運用新的速率方程模型對以上幾種全固態(tài)調(diào)Q激光的脈沖能量、峰值功率及脈沖寬度等輸出特性做了優(yōu)化研究，得出了其在輸出特性最佳化條件下的關(guān)鍵性能參數(shù)，并在實驗中得到了驗證。得出的最佳化參數(shù)對全固態(tài)調(diào)Q激光器的設(shè)計具有重要的參考價值。 論文的主要研究工作及創(chuàng)新點包括： Ⅰ在同時考慮GaAs飽和吸收體的單光子吸收和雙光子吸收的情況下，首次建立了描述GaAs被動調(diào)Q激光運轉(zhuǎn)特性的歸一化速率方程新模型，并利用Lagr

3、ange常數(shù)法對GaAs被動調(diào)Q激光器的脈沖能量以及峰值功率做了最佳化研究，給出了其最佳脈沖能量和峰值功率與輸出鏡的反射率和GaAs的小信號透過率之間的關(guān)系；測量了LD泵浦GaAs被動調(diào)Q Nd：YVO<,4>激光在一定泵浦功率下不同輸出鏡反射率、不同GaAs小信號透過率的單脈沖能量、峰值功率，并對實驗結(jié)果與理論結(jié)果進行了比較，最佳化結(jié)果與實驗結(jié)果相符。(第二章)Ⅱ在考慮主動調(diào)Q開關(guān)的開關(guān)時間的情況下，首次給出了慢主動調(diào)Q激光器的歸一化

4、速率方程新模型，對慢主動調(diào)Q激光器的脈沖能量做了最佳化研究，給出了其最佳脈沖能量與輸出鏡的反射率和主動調(diào)Q開關(guān)的開關(guān)時間之間的關(guān)系，并給出了在最佳輸出能量情況下的峰值功率和脈沖寬度。(第三章)Ⅲ對LD泵浦摻Cr<'4+>飽和吸收體被動調(diào)Q激光進行了理論和實驗研究，在考慮腔內(nèi)光子數(shù)密度以及激活介質(zhì)反轉(zhuǎn)粒子數(shù)密度、飽和吸收體基態(tài)粒子數(shù)密度和泵浦光的橫向Gaussian空間分布情況下，首次建立了描述LD泵浦摻Cr4<'4+>飽和吸收體被動調(diào)Q

5、激光運轉(zhuǎn)特性的歸一化速率方程新模型，并首次運用該模型對摻Cr<'4+>飽和吸收體被動調(diào)Q激光器的脈沖能量、峰值功率以及脈沖寬度做了最佳化研究，給出了其最佳性能參數(shù)與激活介質(zhì)、摻Cr<'4+>飽和吸收體、光子數(shù)空間分布以及諧振腔的關(guān)系；測量了LD泵浦Cr<'4+>∶YAG被動調(diào)Q Nd∶YVO<,4>激光在一定泵浦功率下不同輸出鏡反射率、不同Cr<'4+>∶YAG小信號透過率的單脈沖能量、峰值功率以及脈沖寬度，并對實驗結(jié)果與理論結(jié)果進行了

6、比較。(第四章) Ⅳ對LD泵浦聲光-摻Cr<'4+>飽和吸收體主被動雙調(diào)Q激光進行了理論和實驗研究，考慮腔內(nèi)光子數(shù)密度以及激活介質(zhì)反轉(zhuǎn)粒子數(shù)密度、飽和吸收體基態(tài)粒子數(shù)密度和泵浦光的橫向Gaussian空間分布，并且考慮聲光調(diào)Q開關(guān)的開關(guān)時間，首次給出了描述聲光-摻Cr<'4+>飽和吸收體主被動雙調(diào)Q激光脈沖輸出性能的歸-化速率方程新模型，對聲光-摻Cr<'4+>飽和吸收體主被動雙調(diào)Q激光器的脈沖能量、峰值功率做了最佳化研究，給出了其最佳

7、性能參數(shù)與激活介質(zhì)、摻Cr<'4+>飽和吸收體、光子數(shù)空間分布以及諧振腔的關(guān)系；測量了LD泵浦聲光-摻Cr<'4+>飽和吸收體主被動雙調(diào)Q Nd∶YVO<,4>激光在一定泵浦功率下不同輸出鏡反射率、不同摻Cr<'4+>飽和吸收體小信號透過率的單脈沖能量、峰值功率以及脈沖寬度，并對實驗結(jié)果與理論結(jié)果進行了比較；最佳化結(jié)果與實驗結(jié)果相符。(第五章)Ⅴ對LD泵浦聲光-GaAs主被動雙調(diào)Q激光進行了理論和實驗研究，考慮腔內(nèi)光子數(shù)密度以及激活介質(zhì)

8、反轉(zhuǎn)粒子數(shù)密度、飽和吸收體基態(tài)粒子數(shù)密度和泵浦光的橫向Gaussian空間分布，考慮聲光調(diào)Q開關(guān)的開關(guān)時間，并且同時考慮GaAs飽和吸收體的單光子吸收和雙光子吸收的情況下，首次給出了描述聲光-GaAs主被動雙調(diào)Q激光脈沖輸出性能的歸一化速率方程模型，對聲光-GaAs主被動雙調(diào)Q激光器的脈沖能量做了最佳化研究，給出了其最佳性能參數(shù)與激活介質(zhì)、GaAs飽和吸收體、光子數(shù)空間分布以及諧振腔的關(guān)系；測量了LD泵浦聲光-GaAs主被動雙調(diào)Q Nd

9、∶YVO<,4>激光在一定泵浦功率下不同輸出鏡反射率、不同GaAs小信號透過率的單脈沖能量、峰值功率以及脈沖寬度，并對實驗結(jié)果與理論結(jié)果進行了比較；最佳化結(jié)果與實驗結(jié)果相符。(第六章)Ⅵ對LD泵浦摻Cr<'4+>飽和吸收體-GaAs雙被動調(diào)Q激光進行了理論和實驗研究，考慮腔內(nèi)光子數(shù)密度以及激活介質(zhì)反轉(zhuǎn)粒子數(shù)密度、飽和吸收體基態(tài)粒子數(shù)密度和泵浦光的橫向Gaussian空間分布，同時考慮GaAs飽和吸收體的單光子吸收和雙光子吸收的情況下，首

10、次給出了描述摻Cr<'4+>飽和吸收體-GaAs雙被動調(diào)Q激光脈沖輸出性能的歸一化速率方程模型，對摻Cr<'4+>飽和吸收體-GaAs雙被動調(diào)Q激光器的脈沖寬度做了最佳化研究，給出了其最佳性能參數(shù)與激活介質(zhì)、摻Cr<'4+>’和吸收體、GaAs飽和吸收體、光子數(shù)空間分布以及諧振腔的關(guān)系；測量了LD泵浦摻Cr<'4+>飽和吸收體-GaAs雙被動調(diào)Q Nd:YVO<,4>激光在一定泵浦功率下不同輸出鏡反射率、不同摻Cr<'4+>飽和吸收體以