全固態(tài)高功率946nm Nd：YAG激光器及瓦級(jí)473nm激光器的研究.pdf

1、本論文首先對(duì)激光二極管(LD)端面泵浦的946nmNd：YAG連續(xù)激光器進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究；在其基礎(chǔ)上，利用LBO內(nèi)腔倍頻技術(shù)獲得了473nm藍(lán)光輸出。 LD泵浦的全固化藍(lán)色激光器具有波長(zhǎng)短、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠等一系列優(yōu)點(diǎn)，在民用領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域、光纖通信、探測(cè)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、光學(xué)閱讀、激光高速印刷等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。本文第一章介紹了多種產(chǎn)生藍(lán)光的方法，目前比較普遍的是采用對(duì)Nd3+離子的準(zhǔn)三能級(jí)激光的倍頻以實(shí)現(xiàn)473nm藍(lán)

2、光激光輸出，本論文著重討論此類激光器。 本文的第二章從準(zhǔn)三能級(jí)系統(tǒng)的速率方程出發(fā)，推導(dǎo)出了946nm譜線激光上下能級(jí)間的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)表達(dá)式，進(jìn)而寫(xiě)出了準(zhǔn)三能級(jí)系統(tǒng)的閾值公式和斜效率公式；第三章從理論上分析了端面泵浦狀態(tài)下激光熱效應(yīng)的問(wèn)題，提出了測(cè)量熱透鏡焦距的方法和解決熱效應(yīng)的途徑。利用傳輸矩陣法和等效g參數(shù)法分別計(jì)算了線性諧振腔和三鏡折疊腔的各個(gè)參數(shù)；第四章對(duì)實(shí)驗(yàn)的整體方案進(jìn)行了分析設(shè)計(jì)，對(duì)激光介質(zhì)，倍頻晶體，LD泵浦源及其耦合

3、系統(tǒng)，光學(xué)器件的鍍膜等諸多問(wèn)題進(jìn)行了分析解決；第五章是實(shí)驗(yàn)部分，采用Nd：YAG棒作為工作物質(zhì)，利用線性諧振腔結(jié)構(gòu)，采用對(duì)946nmT=5％的輸出鏡，在泵浦功率為24W下，測(cè)得946nm最高5.11W輸出，不穩(wěn)定性小于2％，閾值為1.4W，光-光轉(zhuǎn)換效率達(dá)21.3％。同樣采用簡(jiǎn)單的線性諧振腔結(jié)構(gòu)，與946nm實(shí)驗(yàn)相同的Nd：YAG晶體，室溫下切割的Ⅰ類相位匹配LBO晶體內(nèi)腔倍頻，在11W的泵浦功率下，得到了982mW的473nm藍(lán)光連續(xù)

4、輸出，測(cè)得閾值僅為0.7W，光-光轉(zhuǎn)換效率大于8.9％。在利用等價(jià)g參數(shù)法計(jì)算三鏡折疊腔的各項(xiàng)參數(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬其兩個(gè)分臂上的光腰隨熱透鏡焦距變化而改變的情況，優(yōu)化諧振腔參數(shù)，設(shè)計(jì)出熱不靈敏穩(wěn)定腔結(jié)構(gòu)，對(duì)即將進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)起到了有益的理論指導(dǎo)作用。 綜上所述，存在以下創(chuàng)新之處： 采用普通的Nd：YAG棒作為工作物質(zhì)，利用簡(jiǎn)單易調(diào)整的線性諧振腔結(jié)構(gòu)，優(yōu)化致冷方案，最終在泵浦功率為24W，測(cè)得946nm最高5.11W輸