Tm,Ho雙摻主激光器注入單摻Ho從激光器鎖頻技術(shù)研究.pdf

1、隨著激光技術(shù)的發(fā)展，激光技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛和深入，大到航天、國(guó)防領(lǐng)域小到與我們生活息息相關(guān)的氣象預(yù)報(bào)，都可以看到有激光技術(shù)的應(yīng)用。特別是近些年來(lái)，環(huán)境的惡化，氣候的變化無(wú)常，嚴(yán)重影響到了人們的正常生活。目前世界各國(guó)都投入的大量的人力財(cái)力來(lái)研究氣候的變化，而大氣風(fēng)場(chǎng)是氣候?qū)W研究的重要參數(shù)之一，這使得相干多普勒激光測(cè)風(fēng)雷達(dá)顯示出了廣闊的應(yīng)用前景。但是多普勒激光測(cè)風(fēng)雷達(dá)對(duì)作為發(fā)射機(jī)的激光光源要求很高，要具有單縱模、窄線寬、頻率穩(wěn)定、單脈沖能

2、量高、脈沖寬度寬等特性。而兩微米注入鎖頻固體激光器由于其大氣消光比低、體積小、對(duì)人眼安全、單縱模、窄線寬、頻率穩(wěn)定、單脈沖能量高、脈沖寬度寬等優(yōu)點(diǎn)，成為各國(guó)科學(xué)家目前研究相干多普勒激光測(cè)風(fēng)雷達(dá)的首選光源。注入鎖頻激光器由主激光器(種子激光器)、從激光器（環(huán)形腔激光器）和注入鎖頻控制系統(tǒng)三部分組成。與采用低溫工作LD直接泵浦Tm,Ho雙摻的2μm激光器相比，常溫單摻Ho穩(wěn)頻激光器采用1.9μmTm激光器的泵浦方案具有量子損耗低、熱負(fù)載小、

3、轉(zhuǎn)換效率高、單脈沖能量高、脈沖寬度寬等優(yōu)點(diǎn)。
　　本文從理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面對(duì)主激光器、從激光器進(jìn)行分析和研究，對(duì)注入鎖頻進(jìn)行了理論分析和初步的試驗(yàn)研究。主激光器方面，對(duì)主激光器利用雙F-P標(biāo)準(zhǔn)具獲得單縱模激光輸出的方法進(jìn)行了理論分析和數(shù)學(xué)建模。實(shí)驗(yàn)上利用此方法實(shí)現(xiàn)了激光器的可調(diào)諧、單縱模激光輸出，并對(duì)其波長(zhǎng)、功率、模式、光束質(zhì)量、不穩(wěn)定性等輸出特性進(jìn)行了分析和討論，為注入鎖頻激光器選取了合適的種子激光器。從激光器方面，分析了Ho:

4、YAG增益介質(zhì)的能級(jí)結(jié)構(gòu)和光譜特性，設(shè)計(jì)了六鏡環(huán)形腔，建立了Ho:YAG環(huán)形腔從激光器連續(xù)輸出的數(shù)學(xué)模型，模擬分析了Ho:YAG環(huán)形腔從激光器連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)下的輸出特性。試驗(yàn)研究了環(huán)形腔激光器輸出鏡透過(guò)率不同對(duì)激光器輸出特性的影響，通過(guò)在環(huán)形腔內(nèi)插入100μm F-P標(biāo)準(zhǔn)具實(shí)現(xiàn)了激光器波長(zhǎng)可調(diào)諧連續(xù)輸出，同時(shí)也對(duì)不同調(diào)Q重復(fù)頻率下激光器調(diào)Q輸出特性的影響進(jìn)行了研究。注入鎖頻方面，分析了主、從激光器的模式匹配的問(wèn)題并討論分析了不同情況下，注入環(huán)