提高被动调QDPL频率稳定性的泵浦技术研究

摘要

Cr4+：YAG晶体作被动调Q晶体的二极管泵浦固体激光器得到了广泛应用。但是相比于主动调Q其可控性差，严重影响了脉冲光的输出稳定性。为提高被动调Q的稳定性与可控性，增益预泵浦的概念被提了出来。在此之后也有相关的实验研究，从实验上证明了增益预泵浦技术的合理性。但事实上，很难获得理想的用于增益预泵浦技术的电源。 本文深入讨论了影响被动调Q DPL频率稳定性的因素，增益预泵浦被动调QDPL频率稳定性与预泵浦电流及主泵浦电流的关系。在此基础之上，提出了用于增益预泵浦被动调Q DPL的台阶式电流跳变电源设计方案。 本方案将LD的泵浦电源分为控制电路部分和受控电源部分，这种分离式的设计方案保证了受控电流源与控制电路的独立性，有利于提高各自的稳定性。不仅简化激光电源的硬件结构，也使得系统的性价比得到了提高，增强了整机的自动化程度和扩展能力。调节控制电路的预泵浦控制电压及持续时间、主泵浦控制电压及持续时间就可以控制电流源输出的预泵浦电流的大小及持续时间、主泵浦电流的大小及持续时间。实现了小电压控制大电流的目的，为电流的大幅度跳变奠定了硬件基础。 通过实验获得了不同频率及占空比下，泵浦电流与控制电压的波形图及LD输出功率与控制电压的波形图。显示出控制电压对泵浦电流及LD输出功率的良好控制效果，满足了本文的设计要求，为提高被动调QDPL的频率稳定性奠定了基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1固体激光器的发展及其重要应用

1.2 DPL中的调Q技术

1.3 CR4+:YAG晶体在被动调QDPL中的应用

1.4目前被动调Q技术中的问题

1.5本文研究的主要内容

第二章调Q技术及其不稳定性分析

2.1激光调Q的过程

2.2影响被动调QDPL输出特性的因素

2.3被动调QDPL的不稳定性分析

第三章增益预泵浦技术及其对电源的要求

3.1增益预泵浦技术

3.2增益预泵浦技术对电源的要求

3.3预泵浦技术中泵浦电流对被动调QDPL的稳定性影响

第四章满足预泵浦技术要求的电源控制系统设计

4.1设计方案

4.2主要器件的参数特性

4.3控制电路的设计原理

4.4控制电路工作流程

第五章电源测试及实验结果

5.1控制电路对受控电源的电流输出控制效果测试

5.2 LD工作时的测试结果

5.3实验结果

第六章总结与展望

致谢

参考文献

研究成果

附录