基于摻釹納米顆粒流體激光器的理論分析及性能研究.pdf

1、近年來，熱管理問題一直是制約高能固體激光器進一步發(fā)展的重要因素，而液體激光器雖具有可流動性，容易實現(xiàn)熱管理，但由于很多因素的限制，其在高功率高能量領(lǐng)域仍未達到實用階段。為了有效改善熱管理，綜合固體介質(zhì)的高增益特性和液體介質(zhì)的可流動性，研究人員提出了一種新的激光器概念——流體激光器，將固體介質(zhì)制成微顆粒分散到合適的液體中，形成流體激光材料。
　　本文首先介紹了高能激光系統(tǒng)在國內(nèi)外的應(yīng)用以及發(fā)展歷程，并基于四能級激光系統(tǒng)速率方程推導(dǎo)了

2、輸運方程，系統(tǒng)模擬了激光系統(tǒng)的瞬時特性和輸出特性；同時，推導(dǎo)出光放大器的輸運方程，并以此獲得了激光工作介質(zhì)增益特性，為下一步實驗提供理論基礎(chǔ)。
　　利用水熱法制備了LaF3:Nd納米顆粒，將其分散在四溴乙烷和DMSO的混合溶劑中形成透明分散液；利用相關(guān)儀器對該流體激光介質(zhì)的吸收光譜、熒光光譜以及熒光壽命進行了分析測試；根據(jù)Mie散射模型對該材料的散射進行了計算和模擬，同時對激光工作介質(zhì)進行了簡單的熱分析；最后利用ZEMAX軟件對泵

3、浦耦合系統(tǒng)進行了模擬仿真，選取合適的泵浦結(jié)構(gòu)，同時就諧振腔結(jié)構(gòu)進行了設(shè)計，最終設(shè)計出合適的激光實驗系統(tǒng)。
　　首先為了驗證激光光路的可行性，以釹玻璃作為激光工作物質(zhì)，對其進行泵浦實驗，獲得39.6mJ的激光脈沖輸出，有較高的斜效率。然后利用所制備的流體激光工作介質(zhì)進行出光實驗，但未能實現(xiàn)激光輸出。最后，通過對以色列的實驗進行理論分析，并將相關(guān)參數(shù)與本論文的出光實驗參數(shù)進行對比，指出這份流體材料主要存在吸收弱，在以后的實驗研究中可以