半导体激光单端泵浦的大功率全固态Nd:YVO/LBO连续绿光激光器研究

摘要

该文第一章介绍了半导体激光(LD)泵浦全固态绿光激光器的主要特性、优点、应用领域及国内外发展现状.第二章分析了固体激光器的工作原理,以四能级系统为模型,从与空间相关的速率方程出发,研究了泵浦激光和振荡激光的空间分布、阈值功率、输出功率与斜效率、LD端面泵浦固体激光器的输入输出特性及各空间变量对输出特性的影响,并讨论了腔内二次谐波产生理论.第三章从分析激光晶体的热透镜效应出发,对单端泵浦激光晶体进行了分析,建立了符合工作条件下激光系统的热温场模型,通过热传导方程及晶体的边界条件,利用半解析热分析方法得出了晶体内部温度场的半解析解,并对实例进行了计算,分析了各种参量对温度场分布的影响.第四章研究了大功率半导体激光与激光晶体之间的耦合系统.利用矩阵光学方法,分别推导了高斯光束经双平凸镜耦合筒和自聚焦微透镜两种耦合系统聚焦后的束腰宽度和像距的计算公式.第五章分析了Nd:YVO<,4>和LBO晶体的光学特性.立足于激光器的产品化,基于谐振腔的像散补偿和热稳定性的设计思想,采用大功率LD单端泵浦Nd:YVO<,4>晶体,具有高光损伤阈值的Ⅰ类非临界相位匹配LBO晶体腔内倍频方案,应用ABCD定律和腔结构模拟软件CDA设计并优化了一组腔参数.利用AutoCAD和UG产品机械设计软件实现了对激光器的外型和腔结构及元件的机械部分图纸设计,最后完成了最大功率9.9W的水冷532nm连续绿光激光器和最大功率6.4W的半导体冷却532nm连续绿光激光器产品的研制与开发.第六章为该论文的总结和展望.

目录

文摘

英文文摘

独创性声明

第一章引言

参考文献

第二章大功率全固态Nd：YVO4/LBO激光器理论研究

2.1速率方程理论

2.2空间分布变量对输出特性的影响

2.3二次谐波产生(SHG)理论

参考文献

第三章LD端面泵浦激光晶体的热透镜效应与热温场分析

3.1激光晶体的热透镜效应

3.2激光晶体的热温场分析

参考文献

第四章耦合系统分析

4.1光纤输出端口高斯光束q参数的确定

4.2高斯光束经准直聚焦系统后的束腰半径和像距公式

4.3高斯光束经自聚焦微透镜聚焦后的束腰半径和像距公式

参考文献

第五章LD单端泵浦大功率全固态Nd：YVO4/LBO连续绿光激光器的研制

5.1 Nd：YVO4、LBO晶体的特性

5.2折叠谐振腔设计思想

5.3 LD单端泵浦的大功率Nd：YVO4/LBO连续绿光激光器

5.4 LD单端泵浦的Nd：YVO4/LBO连续绿光激光器产品化样机

参考文献

第六章总结与展望

硕士期间发表文章及奖励情况

致谢