LD泵浦全固态瓦级473nm蓝光激光器

摘要

LD泵浦的全固态激光器(Laser diode pumped solid-state laser或DPSSL)是激光技术领域的一个重要分支,与传统激光器相比在重量、体积、电—光转换效率、使用寿命和稳定性方面更具优越性.目前,LD泵浦全固态激光器已实现了连续、调Q脉冲和锁模脉冲等激光运转模式,广泛应用于材料加工、医疗、光学仪器和基础研究等领域.目前,LD泵浦的小功率473nm全固态蓝光激光器已经基本成熟,但是在瓦级大功率方面发展还不成熟,尚需在理论和实验上进行更进一步的研究.为此,本文对蓝光大功率方面进行了深入研究,取得了一些有价值的结果,为LD泵浦全固态瓦级蓝光激光器的产业化奠定了坚实的基础,主要有以下几方面的工作:1.从整体结构出发,分析了LD端面泵浦激光器模式匹配问题.2.采用标准ABCD传输矩阵理论,对激光器腔模式进行了详细的分析,在充分考虑热效应的前提下,根据实际情况,合理设计出对热效应不敏感的三镜折叠腔,产生两个光腰,既满足了泵浦光能量的充分利用,也满足了缩小光腰提高倍频效率的要求.3.从激光晶体的准三能级特性出发,充分考虑增益与损耗之间的矛盾,选择出最佳晶体长度;对三种倍频晶体进行了比较,选择出LBO作为主要倍频晶体;对膜系进行了必要的分析,在维持946nm谱线振荡的同时,充分考虑了其它激光谱线的抑制.4.实验上采用对热效应不敏感的三镜折叠腔,LD泵浦Nd:YAG,I类相位匹配LBO作为倍频晶体,获得了1.1瓦的连续473nm蓝光输出;采用腔内插入光阑的方法,有效克服了功率抖动,同时改善了光斑模式;实验中发现准三能级激光器存在两个空间模式匹配比例关系,并对这一现象给出了合理的解释.此外,对新型的倍频晶体BIBO也进行了一些初步的实验.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1全固体激光器的发展

1.2全固态蓝光器的发展

1.3论文工作内容

第二章整体方案的分析与设计

2.1 LD泵浦全固态腔内倍频激光器基本原理

2.1.1泵浦光与激光的模式匹配

2.1.2激光阈值

2.2谐振腔设计

2.2.1高斯光束的传播特性

2.2.2三镜折叠腔的设计与优化

2.3本章小结

第三章单元器件分析与选择

3.1泵浦源

3.2激光晶体的分析与选择

3.2.1Nd:YAG的物化性能

3.2.2激光特性及准三能级分析

3.3倍频晶体的分析与选择

3.3.1倍频理论

3.3.2三种倍频晶体性能比较

3.4膜系设计方面的考虑

3.5本章小结

第四章实验装置与结果分析

4.1简单线性腔蓝光激光器

4.2三镜折叠腔蓝光激光器

4.3本章小结

第五章结束语

参考文献

发表论文情况

致谢

作者简历