医用高功率Ho:YAG激光器设计

摘要

钬激光器在医学领域得到广泛应用，但是目前用于医疗的激光器功率普遍偏低，因此如何有效的提高医用钬激光器成为了重要课题。
　　谐振腔是激光器的重要部分，谐振腔的腔型、腔体结构、谐振腔镜对钬激光器的输出功率有重要影响，对谐振腔的各个参数进行优化可以减少激光能量损耗。文章从理论出发，阐述了钬激光产生原理，建立了钬激光的理论模型，通过理论分析得由平-凹腔作为钬激光的谐振腔其激光束腰在输出镜上，发散角较小。通过实验确定了钬激光谐振腔的最佳腔长，谐振腔镜中输出镜的最佳透过率。
　　钬激光器输出的激光须经过耦合系统射入光纤，耦合系统的效率直接影响着激光最终的输出功率。钬激光的热透镜效应比较明显，在耦合透镜的设计中必须要考虑热透镜效应对焦距的影响。通过理论计算得出钬激光热透镜效应等效焦距，进而完成耦合透镜的设计，最终完成整个高功率钬激光器的设计。
　　为了有效提高钬激光的输出功率，本文设计了双激光棒系统，系统将两路激光耦合到同一光路输出，大幅度的提高激光的输出功率和频率。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 国内外GR：TM：HO：YAG激光器的发展及应用现状

1.2.2 国内外研究状况

1.2.3 Gr：Tm：Ho：YAG激光器应用概况

1.3 研究的目的和意义

1.4 课题研究的主要内容

第二章 Gr：Tm：Ho：YAG激光器的理论基础

2.1 Gr：Tm：Ho：YAG能带理论

2.2 Gr：Tm：Ho：YAG激光器的理论模型

第三章 Gr：Tm：Ho：YAG激光器谐振腔的优化

3.1 谐振腔作用

3.2 谐振腔的分类

3.3 谐振腔的优化

3.3.1 输出镜不同透过率对输出功率的影响

3.3.2 腔长的改变对输出功率的影响

第四章 双激光共光路传输系统设计

4.1 双激光器共光路传输系统设计原理

4.2 双激光器共光路传输系统硬件架构设计

4.2.1 延迟信号的产生

4.2.2 伺服电机编码器控制部分

第五章 Gr：Tm：Ho：YAG激光传输

5.1 激光光纤耦合条件

5.2 光纤的选择

5.3 光纤损伤阈值与端面处理

5.5.2 波长的影响

5.5.3 透镜焦距的影响

5.5.4 准直度的影响

5.5.5 光纤退火工艺的影响

5.3 聚焦透镜组合的选择

5.4 光束与光纤失准引起的耦合效率下降

5.6 耦合透镜的设计

5.6.1 理论分析及参数确定

5.6.2 改善发散角

5.6.3 激光棒热透镜效应及其修正

5.6.4 实验结果

第六章 Gr：Tm：Ho：YAG激光器的设计和总结

6.1 激光器的设计

6.2 实验数据分析

第七章 总结和展望

7.1 论文的主要工作

7.2 论文的主要创新点

7.3 所遇问题以及研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文