用于泵浦稀有气体激光器的半导体激光线宽压缩研究

论文摘要

半导体泵浦稀有气体激光器（以下简称DPRGLs）是采用电光二级泵浦结合的新型气体激光器,它以放电后的亚稳态稀有气体原子作为工作介质,利用窄线宽半导体激光泵浦产生激光。本文建立了半导体端面泵浦DPRGLs模型,由氩原子在811.53nm吸收波长处40-60pm吸收谱宽的条件,提出采用闪耀光栅外腔压窄单管半导体激光器线宽的设计方案,主要研究内容包括以下:（1）分析DPRGLs的三能级结构,设计系统结构,进行DPRGLs产生激光的验证实验,由此分析出分析Ar激光产生的条件。一个大气压下Ar*吸收线宽约为16pm,泵浦源线宽在40-60pm时能保持较高的匹配效率;（2）对比压窄半导体激光线宽的常见方法,全面分析了Littrow型闪耀光栅外腔系统中输出线宽和功率与激光器前端面透过率、光栅衍射效率、外腔长度等因素的关系。利用多光束干涉分析法,建立ECDL的谱增益函数模型,并分析计算光栅在不同旋转轴心点的调谐范围。（3）对Littrow结构中影响后向耦合效率的准直透镜的位置、倾斜角度、横向偏移等因素进行了数值分析。结果表明,在透镜与激光器输出端面距离为透镜焦距5mm时,理论上耦合效率可接近100%,此位置处透镜与光栅间距离变化对后向耦合效率几乎不再有影响。透镜在轴向上位置偏移比角度偏移对线宽稳定性有更大的影响。透镜与x或y轴倾斜角在0.0185rad以内时耦合效率可保持在99.2%以上;（4）研究LDA线宽压缩系统中,对微柱透镜阵列压窄谱宽的方案进行线宽模拟计算,并在Zemax中仿真柱透镜对线宽压窄的效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 DPRGLs的国内外发展动态
•   1.2 半导体激光器线宽压缩技术最新发展动态
•   1.3 本论文研究目的、意义及主要内容
• 2 半导体泵浦稀有气体激光器DPRGL
•   2.1 DPRGLs的工作原理
•   2.2 DPRGLs系统平台搭建
•   2.3 DPRGLs高效运转条件
•   2.4 本章小结
• 3 半导体激光器线宽压缩和调谐理论分析
•   3.1 半导体激光器线宽压缩理论分析
•   3.2 ECDL强反馈条件下模型
•   3.3 ECDL腔增益函数分析
•   3.4 旋转闪耀光栅调谐原理
•   3.5 本章小结
• 4 单管外腔半导体激光器设计
•   4.1 ECDL输出线宽仿真
•   4.2 ECDL输出功率
•   4.3 ECDL的输出功率仿真分析
•   4.4 外腔激光器后向耦合效率数值分析
•   4.5 本章小结
• 5 LDA线宽压缩系统设计
•   5.1 LDA的 smile效应
•   5.2 LDA线宽压窄理论分析
•   5.3 Smile效应改善
•   5.4 本章小结
• 6 全文总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读硕士期间发表的成果
• 附录2 攻读硕士学位期间参与的科研工作

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 巫祥曦

导师: 秦应雄

关键词: 稀有气体激光器,半导体激光器,线宽压缩,闪耀光栅,耦合效率

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

基金: 国家自然科学基金面上项目“半导体泵浦射频连续放电氩原子气体激光器的研究”

分类号: TN24

DOI: 10.27157/d.cnki.ghzku.2019.000624

总页数: 59

文件大小: 2416K

下载量: 40