基于调Q技术的双波长交替输出激光器研究

论文摘要

如今,双波长调Q激光器在科技、医疗、成像、通信、检测、加工等领域有广泛的应用。但是现有双波长调Q激光器多以被动调Q和声光调Q为主,电光调Q双波长激光器也是以单边沿调Q为主,而且大部分双波长调Q激光器使用一块激光增益介质,使两种波长之间存在增益竞争,所以很难提高激光器输出功率。本文针对以上问题,提出了基于电光调Q的双波长交替输出激光器的技术方案,并开展了一系列理论分析、激光器设计及实验研究。理论方面,首先对电光调Q双波长交替输出激光器的结构及工作原理进行理论分析,确定激光器运行方式。然后根据电光调Q理论,建立电光调Q双波长交替输出激光器模型,在此基础上根据激光器模型进行激光器输出仿真。激光器设计主要进行了激光器谐振腔设计、激光器泵浦头设计以及激光器驱动电路的设计。谐振腔设计通过对激光器热效应及热稳区分析,运用ABCD矩阵计算出激光器谐振腔参数。泵浦头设计分析了激光晶体热形变并进行聚光腔设计。激光器驱动电路设计主要包含控制模块、泵浦源以及Q开关设计,其中Q开关巧妙地将升压式电光调Q与降压式电光调Q相结合,使得每对调Q晶体施加一个脉宽为200μs的调Q脉冲,实现1319nm和1064nm激光能够交替调Q输出。实验研究主要进行了1319nm单波长调Q输出实验、1064nm单波长调Q输出实验以及1319nm&1064nm双波长交替调Q输出实验。最终实验得出,激光器使用双Nd:YAG激光晶体实现同轴输出1319nm和1064nm激光;激光器单波长分别运行时,两种不同波长激光器输出能量随泵浦源电流增加而变大;激光器实现了双波长交替调Q输出,进行了重频为5Hz、10Hz、20Hz的实验。通过调研国内外论文,这种电光调Q双波长交替输出激光器通过单电光晶体双边沿电光调Q实现双波长交替同轴输出为国内首例。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
•   1.1 论文研究的目的及意义
•   1.2 双波长激光器研究现状
•   1.3 论文的主要内容
• 第2章 基于调Q技术的双波长交替输出激光器理论分析
•   2.1 基于调Q技术的双波长交替输出激光器的结构及工作原理
•     2.1.1 基于调Q技术的双波长交替输出激光器的结构
•     2.1.2 基于调Q技术的双波长交替输出激光器的工作原理
•   2.2 基于调Q技术的双波长交替输出激光器模型的建立及模拟仿真
•     2.2.1 基于调Q技术的双波长交替输出激光器模型的建立
•     2.2.2 基于调Q技术的双波长交替输出激光器模拟仿真研究
•   2.3 本章小结
• 第3章 基于调Q技术的双波长交替输出激光器设计
•   3.1 基于调Q技术的双波长交替输出激光器谐振腔设计
•     3.1.1 基于调Q技术的双波长交替输出激光器的热效应分析
•     3.1.2 基于调Q技术的双波长交替输出激光器热稳区分析
•   3.2 基于调Q技术的双波长交替输出激光器泵浦头设计
•     3.2.1 基于调Q技术的双波长交替输出激光器激光晶体热变形分析
•     3.2.2 基于调Q技术的双波长交替输出激光器聚光腔设计
•   3.3 基于调Q技术的双波长交替输出激光器驱动电路设计
•     3.3.1 基于调Q技术的双波长交替输出激光器控制模块设计
•     3.3.2 基于调Q技术的双波长交替输出激光器泵浦源电源设计
•     3.3.3 基于调Q技术的双波长交替输出激光器Q开关设计
•   3.4 本章小结
• 第4章 基于调Q技术的双波长交替输出激光器的实验研究
•   4.1 基于调Q技术的双波长交替输出激光器单波长输出实验研究
•     4.1.1 双波长电光调Q交替输出激光器1319nm激光调Q输出实验研究
•     4.1.2 双波长电光调Q交替输出激光器1064nm激光调Q输出实验研究
•   4.2 基于调Q技术的双波长交替输出激光器双波长交替输出实验研究
•   4.3 本章小结
• 第5章 结论
•   5.1 论文主要内容
•   5.2 论文创新点
•   5.3 研究展望
• 参考文献
• 硕士期间学术成果情况
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 段育盛

导师: 金光勇

关键词: 双波长激光器,电光调技术,交替同轴输出

来源: 长春理工大学

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: 长春理工大学

分类号: TN248

总页数: 57

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