LD侧面泵浦红、绿双波长全固态激光器的研究

摘要

近年来，干涉彩虹全息、精细激光光谱、差分吸收激光雷达(DIAL)、激光医学、激光显示等越来越多的领域都表现出了对双波长激光器的需求，全固态双波长激光器由于它具有结构紧凑、体积小、功率高、而且覆盖的波段也尤为重要等优点，使得全固态双波长激光器在某些应用领域中比传统的双波长激光器更有优势，因此，全固态双波长激光器近年来已经成为国际上一个热门的研究课题。 660nm红光与532nm绿光激光是可见光激光中的两种重要波段，它们在医疗、显示以及科研领域中的应用有许多交叉的地方，因此开展全固态660nm红光与532nm绿光双波长输出激光器的研究具有非常重要的意义。目前常见的双波长激光器绝大多数大多数为基频光和其倍频光同时输出，或者是两个基频光的同时振荡输出，其波段也主要集中在1319nm、660nm，抑或是946nm、1064nm的同时输出等，而660nm、532nm两种波长同时输出的激光器研究还几乎是一个空白的区域。 本文围绕660nm红光与532nm绿光双波长全固态Nd：YAG激光器开展了理论分析和实验研究，设计出了实现红绿双出激光器的实验方案。实验中采用单根了Nd：YAG棒获得了1064nm和1319nm波段的基频光，然后通过倍频技术对基频光倍频，来实现660nm与532nm红绿两种波激光的分别输出、同时输出。实验得到了得到了预期的红光、绿光输出，在声光Q开关调制情况下单路红光、绿光的输出功率分别大于1100mW、4500mW；同时输出时，红光和绿光的功率分别约为1020mW和4300mW，实验中得到了较好的红光和绿光模式。

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第一章绪论

1.1全固态激光器简述

1.1.1固体激光器

1.1.2全固态激光器

1.1.3全固态激光器的优点

1.2全固态双波长激光器的研究进展和状况

1.3红绿双出全固态双波长激光器

1.3.1全固态红光激光

1.3.2获得红光激光的几种方法

1.3.3全固态绿光激光

1.3.4绿光激光的产生方法

1.3.5红绿双出激光器的意义

第二章LD泵浦全固态双波长Nd：YAG激光器理论分析

2.1四能级系统和速率方程理论

2.1.1四能级系统

2.1.2三能级系统速率方程组

2.1.3准三能级系统

2.2全固态多波长激光器的理论依据

2.3非线性光学二次谐波产生理论

2.3.1非线性频率变换技术

2.3.2非线性光学耦合波方程

2.3.3二次谐波(SHG)的产生

第三章LD侧面泵浦Nd：YAG红绿双出双波长激光器理论与设计

3.1 Nd：YAG激光晶体特性

3.2倍频晶体材料

3.2.1非线性晶体材料

3.2.2倍频晶体的选择

3.2.3倍频方式

3.3调Q技术

3.3.1激光调Q技术

3.3.2电光调Q开关

3.3.3声光调Q开关

3.4晶体中的相位匹配方式

3.4.1相位匹配

3.4.2晶体中的相位匹配

3.5双波长Nd：YAG激光器谐振腔设计

3.5.1光学谐振腔

3.5.2直腔与折叠腔的光束传输特性

3.5.3直腔的光束传输特性

3.5.4折叠腔光束传输特性

3.5.5折叠腔的像散分析

第四章LD侧面泵浦红、绿双波长同时输出全固态激光器的实验研究

4.1双波长基频光同时输出实验研究

4.1.1红外1064nm激光输出实验研究及结果分析

4.1.2红外1319nm激光输出实验研究及结果分析

4.1.3双波长基频光同时输出实验研究及结果分析

4.2红、绿双波长同时输出实验研究

4.2.1 532nm绿光激光的实验研究

4.2.2 660nm红光激光的实验研究

4.2.3 660nm和532nm双波长同时输出实验研究

4.3结论

总结与建议

总结

建议

参考文献

硕士期间发表的文章及奖励情况

致谢