论文摘要
窄脉宽高能量的被动调Q激光器在很多领域都有很广泛的应用,如激光测距、激光光谱学、医疗美容、军事领域等。为了得到更大的单脉冲能量和更窄的脉冲宽度,本文对Cr4+:YAG晶体的初始透过率小于20%的被动调Q激光器做了深入的理论和实验研究。本文主要的研究内容具体如下:（1）使用速率方程组理论对被动调Q激光器进行了简要的理论分析计算,然后推导给出了峰值功率、脉冲宽度、单脉冲能量等参量的计算表达式。使用MATLAB软件建立了仿真模型,对Nd:YAG/Cr4+:YAG被动调Q激光器在Cr4+:YAG晶体的初始透过率小于20%时候的输出特性进行了数值仿真研究。研究了泵浦源的泵浦脉宽、泵浦功率以及输出耦合镜反射率、谐振腔腔长和非均匀泵浦对激光器的输出特性的影响,泵浦源的泵浦脉冲宽度和泵浦功率主要影响的脉冲的重复频率,获得了在不同初始透过率下的首脉冲建立时间和脉冲周期;在不同的初始透过率下都存在最佳输出耦合镜反射率,能得到最大的单脉冲能量和最小的脉冲宽度;谐振腔的腔长主要影响的激光输出的峰值功率和脉冲宽度,且腔长的增大会显著增加脉宽;Cr4+:YAG晶体的初始透过率越小,单脉冲能量越大,脉冲宽度越窄,重复频率越小,调Q效率越小。对非均匀的泵浦的仿真研究发现其主要对输出脉冲的间隔和脉冲建立时间有较大影响。（2）实验研究了激光器在调Q时的输出特性,实验得到的结果发现泵浦能量、Cr4+:YAG晶体的初始透过率、谐振腔腔长等参量对输出脉冲的影响与仿真分析的结果基本一致,在进行腔长实验时还发现在某些情况下会出现调Q锁模的现象;在Cr4+:YAG晶体的初始透过率为6.21%时得到了最窄6.7ns的脉冲宽度,最大138.1mJ的单脉冲能量。
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文章来源
类型: 硕士论文
作者: 王超军
导师: 秦应雄
关键词: 被动调,窄脉宽,高能量
来源: 华中科技大学
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: 华中科技大学
分类号: TN248.34
DOI: 10.27157/d.cnki.ghzku.2019.004273
总页数: 64
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