端面泵浦355nm紫外激光器中非线性晶体长度的研究

摘要

腔内和频355nm紫外激光特殊之处在于需要把二倍频晶体与和频晶体放入谐振腔中，通过调节二倍频晶体与和频晶体的角度，达到相位匹配，实现高功率紫外激光输出。在调节过程中，由于两个晶体角度的变化，会导致腔内基频光强度发生相应变化。而腔内基频光强度的变化，又会反过来影响倍频与和频转换效率。这个调节过程是复杂的，特别在工业化大批量生产紫外激光器中，经常出现不同批次的紫外激光器的功率曲线不一致，或者同一台紫外激光器虽然调节环境都一样，但生产与返修时功率曲线不一致情况。
　　首先，本文利用非线性理论中的倍频理论与和频理论，分析了二倍频晶体长度对紫外激光输出功率和激光器稳定性的影响。提出采用相对较短的二倍频晶体长度，其目的是为控制腔内倍频转换效率不要过高，便于和频晶体相位匹配，提高紫外输出功率，改进激光器重复性及一致性，方便调节，提高机械稳定性，节约成本。
　　其次，本文对提出的采用相对较短的二倍频晶体长度这个方案进行定量分析。利用谐振腔理论、倍频理论与和频理论，给出了二倍频晶体最佳长度的理论解。
　　最后，通过实验中改变二倍频晶体长度得到一组二倍频晶体长度与紫外输出功率关系曲线。实验获得的曲线与本文提出的采用相对较短的二倍频晶体长度方案较吻合。
　　在实际应用中，根据本方案改进后的端面泵浦355nm紫外激光器，对比原激光器，输出功率提高15％，重复调试参数差异由8%~15%降低到3%~5%，振动测试后功率变化由%6±降低到%3±，非专业技术人员经培训后即可进行激光器生产。另外，由于晶体长度变短，购买晶体的成本可降低40%左右。

目录

端面泵浦355nm紫外激光器中非线性晶体长度的研究

THE CHOICE OF NONLINEAR CRYSTAL LENGTH IN END-PUMPED 355nm UV LASERS

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1课题背景

1.2国内外相关技术发展现状

1.3存在的问题

1.4本课题研究的目的及意义

1.5本文主要研究工作

第2章 倍频、和频原理及非线性晶体的选择

2.1引言

2.2倍频原理

2.3和频原理

2.4非线性晶体的选择

2.5本章小结

第3章 腔内和频的谐振腔设计思路

3.1引言

3.2腔内和频优点

3.3腔内和频的谐振腔设计

3.4激光晶体与热透镜

3.5调Q技术

3.6本章小结

第4章 非线性晶体长度的分析

4.1引言

4.2和频晶体长度的分析

4.3二倍频晶体长度的选择

4.4本章小结

第5章 实验结果分析

5.1引言

5.2实验分析

5.3改进前后激光器数据对比

5.4改进后的355nm紫外激光器光束性能

5.5本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢

个人简历