基于Yb:YAG/Cr4+:YAG/YAG键合晶体双波长拉曼激光及578.5nm黄光激光研究

摘要

随着激光技术的不断发展，激光在医疗、工业、军事、天文等领域的应用日益普及。而在太赫兹辐射产生、激光雷达、光谱分析以及血液检测等重要应用中，需要使用双波长激光作为光源。目前报道的双波长激光器结构较为复杂，成本高昂。本文设计并搭建结构简单，成本低廉的双波长激光器，具有一定应用价值。　　黄光激光在医疗、遥感和通信等方面有着广泛的应用。578.5nm黄光激光被用来制作光学原子钟或者研究基础物理学。波长处在血红蛋白吸收带，其脉冲输出对皮肤病及眼部疾病治疗有着重要作用。目前的578.5nm黄光激光器大多以连续光输出，且功率普遍在几十毫瓦左右。本课题设计一种结构较为简单的百毫瓦级被动调Q578.5nm激光系统。　　本文包括以下研究内容和结果：　　1、分析研究基于Yb:YAG/Cr4+:YAG/YAG键合晶体的拉曼激光器基波性质。当输出镜透过率为20%，泵浦功率17.21W时，1030nm/1049nm双波长基波总功率为5.12W，斜率为38.24%。　　2、基于Yb:YAG/Cr4+:YAG/YAG的双波长拉曼激光系统研究。当输出镜透过率TOC2为10%，输入泵浦12.69W时，双波长激光总功率达到1.013W，斜率效率为10.53%，对应的重复频率、脉宽、脉冲能量和峰值功率分别为6.28KHz、9.90ns、157μJ和15.8KW。　　3、基于键合晶体1157nm单波长拉曼激光器研究。通过腔内插入F-P标准具，实现单波长拉曼激光稳定输出，1157nm波长拉曼激光输出占比大于92%。当输入泵浦功率为9.87W时，输出拉曼光平均功率为0.784W，转换效率7.94%，斜率效率11.29%，最大重复频率和脉宽分别为5.52KHz和6.5ns。　　4、578.5nm黄光激光研究。1157nm拉曼激光在KTP倍频晶体作用下，得到578.5nm黄光激光输出，激光器阈值为3.77W，斜率效率为2.67%，在泵浦功率9.51W下，最大输出功率为183mW。　　实验结果证明，全固态双波长拉曼激光器及578.5nm激光器设计合理可行。具有一定应用价值。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.1.1 拉曼激光器

1.1.2 全固态双波长激光器

1.1.3 全固态黄光激光器

1.1.4 课题研究意义

1.2 本文研究工作

参考文献

第二章 基于键合晶体被动调Q双波长拉曼激光实验研究

2.1 被动调Q双波长拉曼激光原理与技术

2.1.1 调Q技术

2.1.2 受激拉曼散射原理

2.2 基于键合晶体被动调Q基波实验研究

2.2.1 实验系统建立

2.2.2 实验结果与讨论

2.3 基于键合晶体被动调Q双波长拉曼激光实验研究

2.3.1 实验系统建立

2.3.2 实验结果与讨论

2.4 本章小结

参考文献

第三章基于键合晶体578.5 nm激光实验研究

3.1 578.5 nm黄光激光原理与技术支持

3.1.1 标准具波长调制技术

3.1.2 倍频技术

3.2 基于标准具波长调制单波长拉曼激光实验研究

3.2.11157 nm拉曼激光实验系统

3.2.2波长调制1157 nm拉曼激光实验结果与讨论

3.3 578.5 nm激光系统实验研究

3.3.1 578.5 nm激光实验系统建立

3.3.2 实验结果与讨论

3.4 本章小结

参考文献

第四章 总结与展望

4.1 研究成果总结

4.2 创新之处

4.3 后续计划研究工作

致谢