Tm，Ho:YVO4调Q固体激光器输出特性研究

摘要

激光二极管泵浦2μm调Q固体激光器具有结构紧凑、转化效率高、能量高、光束质量好的优点，因此在医疗美容、工业通信、大气传感、光学非线性转换等领域具有广泛的应用前景。Tm,Ho:YVO4激光晶体属于低温敏感材料，低温条件下，具有较宽的吸收谱宽、较大的发射截面、激光阈值低等优点，因此在液氮制冷下较容易产生激光。本文系统地研究了Tm,Ho:YVO4激光器的连续与调Q激光输出特性。
　　在连续激光输出特性研究中，首先通过理论计算，分析各腔型、腔长条件下的模式匹配情况，并对泵浦源在不同温度下的输出波长进行测试。然后在模式匹配条件下对不同泵浦源温度、腔型、腔长和透过率条件下连续光输出情况进行测试。实验结果显示，在一定范围内，腔长变化对连续光输出的影响不大。输出镜透过率为40％时，在11.5瓦的泵浦功率下，最大输出功率为4.3瓦，相应的斜率效率为43%，光-光效率为37%。
　　采用声光调Q方法实验研究Tm,Ho:YVO4晶体的主动调Q激光输出。实验测试了不同腔型、腔长、透过率等条件下的激光输出特性，包括输出功率、脉宽、单脉冲能量等参数，获得最高能量为1.142 mJ，最窄脉宽为11 ns。被动调Q采用Cr2+:ZnS为饱和吸收子。通过调整各项实验参数，获得了最高能量为0.189 mJ，脉宽为41 ns，重频为9.9 kHz，峰值功率为4.6 kW的脉冲激光输出。
　　实验中还测试了不同条件下输出激光的波长和光束质量。结果显示，Tm,Ho:YVO4晶体在2μm附近存在2042 nm和2055 nm两个中心波长，且其相对强度随着实验条件的不同而发生变化；与被动调Q方案相比，连续和声光调Q光束具有更好的光束质量。

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第1章 绪论

1.1 调Q激光器研究现状与应用

1.2 激光与调Q晶体发展现状

1.3 Tm,Ho:YVO4激光器发展现状

1.4 2μm调Q固体激光器应用前景

1.5 本论文主要研究内容

第2章 调Q基本理论

2.1 主动调Q原理

2.2 被动调Q原理

2.3 本章小结

第3章 Tm,Ho:YVO4连续激光输出特性

3.1 引言

3.2 Tm,Ho:YVO4连续激光器的实验研究

3.3 本章小结

第4章 Tm,Ho:YVO4调Q激光器实验研究

4.1 Tm,Ho:YVO4主动调Q激光器的实验研究

4.2 Tm,Ho:YVO4被动调Q激光器的实验研究

4.3本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢