论文摘要
近年来,随着移动互联网的快速发展,各种新型无线通信业务迭出,网络数据量呈现指数式增长,有限的频谱资源变得越来越稀缺,此前尚未使用的毫米波和亚毫米波也开始被提上日程。为了得到上述信号,我们需要合适的双频/双波长激光器,而在常见的晶体激光器中,掺钕离子的激光器凭借着其较大的增益带宽,已成为目前主流双频/双波长激光器的研究对象之一。本文在此基础上,提出了一种结构更加特殊的Nd:YVO4/Nd:GdVO4组合晶体新型激光器,并实验研究了其温控输出特性,最后理论分析了其功率均衡的实现机理。全文的大致内容如下:（1）概括性地说明了亚毫米波的现实意义及应用前景,并重点介绍了其常见的光学生成方法,最后对双频/双波长激光器的国内外研究现状做了简单介绍。（2）先介绍了掺钕组合晶体双波长激光器的构成,接着从量子学角度对激光器的工作原理做了剖析,分析了四能级系统速率方程、输出特性等理论,最后分析了此类激光器的功率均衡度调节方法。（3）实验研究了在一定抽运条件下,Nd:YVO4/Nd:GdV04组合晶体随温度变化的输出特性。在实验过程中,设置泵浦电流为14.5 A,以℃为间隔改变组合晶体热沉温控温度由5℃至40℃,激光器可实现310 GHz以上的大频差激光信号输出。分析实验结果,发现输出双频信号的功率与热沉温控温度呈负相关关系,拟合出的左右峰变化率分别为-0.0190/℃和-0.0082/℃,且在温度为32.36℃时,激光器达到功率均衡状态。此外,还发现输出激光信号的中心波长会随着热沉温控温度的上升发生红移,且两者呈正相关关系,其中左峰漂移速度为9.70pmm/℃,右峰漂移速度为6.12 pmm/℃。（4）基于晶体热效应、组合晶体温度场分布仿真以及相应荧光谱的动态检测结果,说明了功率可调性是由组合晶体中两种晶体荧光谱的温度变化特性差异所引起。其中,仿真结果表明,组合晶体内外存在温差,前端Nd:YVO4晶体温度与热沉温度相差约25℃,后端Nd:GdVO4晶体与热沉温度相差约50 0C。而荧光谱检测实验结果则表明,Nd:YVO4/Nd:GdVO4组合晶体荧光谱左右峰的变化情况与实际输出信号左右峰的变化趋势基本一致,速率的吻合度也较高,且同样存在功率均衡点。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 金涛
导师: 胡淼
关键词: 掺钕组合晶体,新型激光器,频差,荧光谱,热效应,功率均衡机制
来源: 杭州电子科技大学
年度: 2019
分类: 基础科学,信息科技
专业: 物理学,无线电电子学
单位: 杭州电子科技大学
分类号: TN248
总页数: 57
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