导读:本文包含了高功率激光系统论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:激光,功率,激光器,光束,空间,质量,脉冲。
高功率激光系统论文文献综述
赵本瑞[1]（2019）在《高功率Ho:YAG MOPA及长波红外OPO激光系统研究》一文中研究指出2μm波段及8-12μm波段同属于大气窗口范围和人眼安全范围,在激光制导、定向红外对抗、环境监测、激光医疗等诸多领域有非常重要的应用价值。特别是在军事方面,高平均功率、高重复频率、结构紧凑的2μm激光器和长波8-12μm激光器的需求越来越紧迫,因此有必要对2μm激光器及2μm泵浦长波8-12μm激光器进行研究。本论文以实现高平均功率的2μm激光输出以及长波8-12μm激光输出为目的,从理论及实验两个方面对双端泵浦Ho:YAG主振荡-功率放大器(MOPA)系统、2.1μm泵浦的长波ZnGeP_2(ZGP)光学参量振荡器(OPO)和2.1μm泵浦的长波BaGa_4Se_7(BGSe)OPO进行了细致的研究。首先,本文介绍了近年来获取高功率2μm波段激光输出的主要方案,分析了各方案的优缺点,指出了研究Ho:YAG MOPA系统的必要性。此外,进一步介绍了目前常用的长波非线性晶体,讨论了ZGP和BGSe晶体在实现长波激光输出方面的优点和缺点,介绍了ZGP OPO和BGSe OPO在长波激光输出方面的研究进展,明确了研究长波ZGP OPO和长波BGSe OPO具有重要的意义。对Ho:YAG MOPA系统进行了理论分析。建立了双端泵浦Ho:YAG振荡器和放大器的速率方程,理论分析了不同参数对振荡器和放大器输出性能的影响。建立了主动调Q速率方程,分析了不同参数对Ho:YAG激光器输出的脉冲能量及脉冲宽度的影响。根据稳态热传输方程,理论分析了高功率泵浦情况下Ho:YAG晶体内的热分布情况。计算了Ho:YAG晶体内的等效热焦距,并通过将晶体分成多份的方式,分析了放大器中种子激光在Ho:YAG晶体内的光斑分布情况。根据Ho:YAG MOPA系统的理论分析,设计并实验了包括Ho:YAG振荡器、一级及二级Ho:YAG放大器的MOPA系统。振荡器在脉冲重复频率为10 kHz时获得了平均功率为55.1 W的2.1μm激光输出,输出激光的光束质量因子约为1.1。然后利用获得的2.1μm激光作为种子激光,讨论了不同参数对Ho:YAG放大器输出性能的影响,获得了平均功率为140 W的2.1μm激光输出,放大器的提取效率为60.1%。进一步对二级Ho:YAG放大器进行研究,讨论了不同种子激光功率对放大器输出功率的影响,得到了平均输出功率为231 W的2.1μm激光输出,对应的提取效率为60.7%,斜率效率为67.8%,光束质量因子小于1.1。对长波ZGP OPO进行了理论和实验研究。理论上,分别对I类和Ⅱ类ZGP OPO的相位匹配调谐曲线、光谱增益宽度、泵浦源的限制性条件、ZGP晶体的有效增益长度进行了分析,并讨论了不同参数对长波ZGP OPO输出性能的影响。在实验上,利用I类相位匹配的ZGP OPO获得了平均功率为3.3 W、重复频率为10 kHz、波长为9.7μm的激光输出,光光转换效率为3.3%,波长调谐范围为9.3-9.85μm,闲频光调谐范围内功率大于2.6 W。利用Ⅱ类相位匹配的ZGP OPO实现了平均功率为3.4 W、重复频率为10 kHz、波长为9.7μm的长波激光输出,光光转换效率为3.4%,闲频光的波长调谐范围为9.3-10.8μm,调谐范围内功率大于1.27 W。对Ⅱ类相位匹配长波BGSe OPO进行了理论及实验研究。计算了2.1μm泵浦BGSe OPO的相位匹配调谐曲线,并通过实验研究了Ⅱ类相位匹配BGSe OPO在闲频光波长为8.2-9.0μm范围内的波长调谐性能。对BGSe OPO的光谱增益宽度、泵浦源限制、BGSe晶体的有效增益长度进行了计算,并对2.1μm泵浦BGSe OPO的输出特性进行了数值分析,讨论了不同参数对长波BGSe OPO输出特性的影响。实验上,在闲频光波长为8.93μm处获得了平均功率为314 mW、重复频率为1 kHz的长波激光输出,对应斜率效率为7.4%,光光转换效率为3.5%,波长调谐范围为8.2-9.0μm。BGSe OPO的实验结果表明,BGSe晶体具备实现高功率和高效率长波激光输出的潜力,2.1μm泵浦BGSe OPO是实现长波激光输出的一种有效方案。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-06-01）
张泽南[2]（2017）在《基于空间合束的高功率激光系统》一文中研究指出激光合束是目前国际上激光技术领域的研究热点之一,其目的是将多束激光合为一束输出,是大幅提升激光输出功率和辐射亮度的有效手段。本文对高功率激光光纤耦合传输技术、激光空间非相干合束技术进行了实验和工程研究,实现了光纤传输万瓦级激光输出。主要的研究内容如下:从光纤的数值孔径和耦合公式出发,采用大孔径光学耦合系统设计原理,选择结构简单,装调方便的四镜透射式结构,研制出一种高功率半导体激光光纤耦合器,满足了 500 W级976 nm激光光纤耦合传输的技术要求。传输光纤选用折射率阶跃型多模石英光纤,纤芯直径440 μm,数值孔径0.22;以弯曲光纤的理论分析为基础,开展了光纤弯曲程度与传输功率损耗的研究,得出了将光纤弯曲半径控制在50cm以上,以降低激光在光纤内传输时因光纤弯曲所造成的能量损耗。基于理论分析,采用空间合束与非相干合束相结合的方式对合束器进行了光学和结构设计,高功率激光空间非相干合束器由扩束准直与合束聚焦两个独立部分组成。利用软件仿真及优化,分别设计出了扩束准直透镜组参数以及合束焦距为别为400 mm、500 mm、600 mm时的合束聚焦透镜组参数,获得了不同合束焦距下合束激光光束横截面功率呈高斯态分布的仿真分析图。在此基础上,对合束器进行了工程结构设计与封装。从激光合束系统的整体构架出发,分别设计和构建了配电系统、激光器驱动电源集成系统、水冷系统以及数字控制系统四大子系统。基于高功率激光光纤耦合传输技术、高功率激光空间非相干合束技术成功研制的万瓦级高功率激光系统,实现了在一定焦深范围内光纤传输单束万瓦级激光输出。合束激光的辐射功率可以通过调节激光器驱动电流或增减参与合束的激光的路数来实现,而合束激光的整体光束质量不受影响;合束过程中光功率的整体损耗率低于2%;合束激光焦距与焦深及束腰可根据实际需要选择不同的合束聚焦透镜组来实现;可通过提高每路输入激光的最大输出功率进而获得更高功率范围内的合束激光输出。经检测,合束后获得的单束激光波长976 nm、输出功率达到10552W,功率不稳定度小于2%。(本文来源于《西北大学》期刊2017-06-01）
于海龙,王小林,粟荣涛,周朴,陈金宝[3]（2016）在《高功率飞秒光纤激光系统的研究进展》一文中研究指出系统综述了高功率飞秒光纤激光系统的最新研究进展,主要包括单路飞秒光纤啁啾脉冲放大系统、空间分束相干合成、分割脉冲放大相干合成、非线性压缩以及相干光谱合成等几个方面的内容,分析了各种技术手段的特点,指出基于主动相位控制的光纤激光相干偏振合成技术有望成为高功率飞秒光纤激光系统的重要发展方向。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2016年05期）
尤科伟,张艳丽,张雪洁,张军勇,朱健强[4]（2016）在《高功率激光系统中缺陷引起的近场调制分析》一文中研究指出高功率激光装置中通过测量光束强度分布来评价近场光束质量。然而测量结果为一稳态分布,并不能真实反映经噪声扰动后光束的强弱调制演变特性,可能会忽略传输过程中存在的调制较为严重的区域。针对此问题着重研究了光束经噪声扰动后的近场传输演化特性,进而对近场分布测量的局限性进行深化理解和补充。同时,为简化分析单因素局部缺陷影响下不同传播距离处的近场分布变化规律,引入等效菲涅耳数来表征近场强度调制特性。结果表明,当实测近场分布中存在较弱调制信息时,测量位置之前可能存在更为严重的调制区域。以调制为π的相位型缺陷为例,其最大调制相对于入射光强度可增大9倍。(本文来源于《中国激光》期刊2016年03期）
李森森[5]（2015）在《高功率固体激光系统中激光空间强度与波前控制技术研究》一文中研究指出高功率激光在国防、天文研究和新能源探索领域发挥着重要作用。许多国家搭建了大型的固体激光装置,如美国的国家点火装置(NIF),罗彻斯特大学的OMEGA EP装置,中国的神光-Ⅲ。大型激光装置的建造与运行中遇到的诸如高通量下光学元件损伤问题等,迫切需要开展相关实验研究。在此背景下,世界上一批中口径高功率固体激光系统也建立起来了,它们的主要任务是完成相关物理实验的验证。中口径固体激光系统,除了在规模上相对较小之外,基本结构与大型激光装置相似,并且工作效率相对较高,运行比较灵活。因此,搭建一台高光束质量高性能的中口径高功率固体激光系统,能够开展高能量高功率激光应用方面的科学研究,为大型高功率激光驱动器的搭建提供科学实验数据。本文研究设计的高性能百焦耳级固体激光系统,正是支撑大型激光装置的物理实验验证,完成紫外光学元件损伤实验的中口径激光系统。它采用主振荡功率放大(MOPA)结构,由全光纤前端产生的1053 nm种子源,经多级钕玻璃放大,达到100 J级,光束口径Φ60 mm,经两块磷酸二氢钾(KDP)晶体实现叁倍频351 nm激光输出,能量达到50 J。该系统激光输出光束质量高,具备空间强度整形能力,波前整形能力,脉冲波形整形能力。该系统具有较高的能量稳定性和光束指向稳定性,运行发次间隔为30 min,每一发都可监测基频和叁倍频的近场分布、能量和时间波形,常规运行在1ω/80 J和3ω/40 J,是一台钢铁般的武器级“用户装置”。本文介绍了百焦耳激光系统的设计,并针对激光输出光束质量的近场空间分布和波前分布两个方面进行了深入研究,利用可编程液晶空间光调制器和低成本小口径变形镜,有效的提高了光束质量,具体工作包括以下几个方面。设计了激光器的总体构型,采用四级全钕玻璃棒放双程放大结构,设计基频最终输出1053 nm/Φ60 mm/100 J/3 ns。介绍了激光器的5个分系统:全光纤前端系统,激光放大、传输及能源系统,频率转换系统,光束控制与测量及同步系统和计算机集中控制系统。设计了主光路的双面立墙的光路排布,并完成了整体的光学调试。介绍了激光器的结构设计,完成了整个激光器的安装,并初步测试了激光系统输出参数。针对如何提高激光输出的近场光束质量,分析确定了使用可编程液晶空间光调制器。对于基频光,考虑主放大链路的增益和传输的空间不均性,利用线性放大模型,研究了基频光的近场补偿算法;对于叁倍频光,考虑晶体频率转换过程中的能量非线性效应和晶体各个位置传输的空间不均性,利用非线性传输模型,研究了叁倍频光的近场补偿算法。在百焦耳激光系统中,实验研究了基频光和叁倍频光的近场光束质量改善。结果表明,基于液晶空间光调制器能够实现近场空间强度整形,通过优化算法,得到了高近场光束质量的激光输出,基频光近场调制度达到1.26:1,叁倍频光近场调制制度达到1.42:1。针对如何优化激光输出的波前分布,分析了基频光波前测量方法,确定了使用变形镜改善激光系统波前分布。研究了利用低成本小口径变形镜放在激光系统前级进行波前整形方法,并通过了实验验证,在百焦耳固体激光系统上得到了波前近平顶分布激光输出。结果表明,利用前级小口径变形镜能够补偿复杂高功率固体激光系统内部引起的波前畸变,改善的末级输出波前,达到近平顶分布的波前输出,最后得到基频光输出波前PV值为0.29λ,RMS值为0.06λ。研究了高功率激光系统中空间强度整形与波前整形的相互影响关系。在百焦耳激光系统中,利用空间光调制器和前级小口径变形镜完成了激光空间强度与波前的联合整形,实现了空间强度和波前分布同时均匀的激光输出,结果表明,基频光输出近场调制度优于1.4:1,同时波前PV值小于0.4λ。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2015-12-01）
毛小洁,秘国江,庞庆生,邹跃,吕华昌[6]（2015）在《高功率高光束质量带内泵浦皮秒放大激光系统》一文中研究指出利用片状Nd:YVO4晶体为增益介质,研究了部分端面泵浦板条带内泵浦皮秒放大激光系统。发展了部分端面泵浦板条放大器的模式匹配方式,充分结合了带内泵浦和部分端面泵浦板条放大器二者的优势,最终实现了平均功率60.7W、脉冲宽度16.8ps、重复频率20MHz的皮秒激光放大输出,光-光转换效率达到25.3%,当放大输出功率50 W时,光束质量因子(M2)为1.55。(本文来源于《强激光与粒子束》期刊2015年06期）
李桂华,王辉,熊召,曹庭分,刘长春[7]（2015）在《高功率激光系统中大型光机组件的装配精度研究》一文中研究指出大型高功率固体激光装置神光III中的48路强激光束组由许多大型精密光学系统组成,按照装置的研制要求实现这些光机系统的高精度装配是一项巨大的技术挑战。以具有亚微米级误差控制要求的大型反射镜组件为对象,提出了理论建模分析、数值计算仿真、工程现场试验研究叁个层次相融合的反射镜组件装校精度分析研究方法。针对光机系统的装校精度建立几何误差传递和面形畸变形成的理论分析模型;并借助叁维几何误差计算和结构有限元分析的专业化工具,分析预测了反射镜组件装配过程中的空间位姿误差以及夹持预紧作用下的镜面畸变作用;在工程环境下进行了反射镜组件的实体装配及其检测试验工作,检验了理论分析方法在实际工程中的适用性。这一方法对激光聚变装置中光机组件的精密装校研究有着普遍指导意义。(本文来源于《机械工程学报》期刊2015年11期）
黄志华,许党朋,林宏奂,李琦,田小程[8]（2014）在《高功率全光纤啁啾脉冲放大激光系统》一文中研究指出采用基于非线性偏振旋转原理的光纤被动锁模激光器作为主振荡器。输出信号脉冲的重复频率为30MHz,脉冲半高全宽为265fs。信号脉冲通过全光纤啁啾脉冲激光放大系统展宽至100ps后,经过1级芯径10μm的光纤预放大器和1级芯径50μm的光纤功率放大器将脉冲平均功率放大至10W,斜率效率41.5%。输出脉冲经光栅压缩器将脉宽压缩至594fs。(本文来源于《强激光与粒子束》期刊2014年09期）
吴登生,张翔,熊宝星,庄振武,高帆[9]（2014）在《高功率激光系统中近场滤波设计与理论模拟》一文中研究指出基于经典耦合波理论,分析了透射型体Bragg光栅的衍射特性,建立了透射型体Bragg光栅的设计体系。采用带有调制的超高斯光束,对高功率激光系统的近场滤波进行了理论模拟,采用软化因子、近场调制度、近场对比度分析了输出光束的近场质量,采用功率谱密度函数分析了近场滤波对不同空间频率的滤除能力。研究结果表明,近场滤波对0.3～2.0mm-1的中、高频调制具有显着的滤除作用。(本文来源于《强激光与粒子束》期刊2014年08期）
王昊成,樊仲维,余锦,康治军,葛文琦[10]（2014）在《带SBS相位共轭镜的高重复频率高功率激光系统研究进展》一文中研究指出受激布里渊散射(SBS)是一种叁阶非线性光学效应,SBS相位共轭镜(PCM)是基于SBS的自抽运PCM,能实时补偿放大器和放大光路中的波前畸变,改善激光器的输出光束质量,其应用越来越广泛。简要介绍了SBS-PCM激光系统的基本原理和典型装置,并概述了国内外液体和固体SBS相位共轭技术在高重复频率高功率激光系统中的研究进展,提出带SBS-PCM的高重复频率高功率激光系统有待解决的问题。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2014年04期）
高功率激光系统论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
激光合束是目前国际上激光技术领域的研究热点之一,其目的是将多束激光合为一束输出,是大幅提升激光输出功率和辐射亮度的有效手段。本文对高功率激光光纤耦合传输技术、激光空间非相干合束技术进行了实验和工程研究,实现了光纤传输万瓦级激光输出。主要的研究内容如下:从光纤的数值孔径和耦合公式出发,采用大孔径光学耦合系统设计原理,选择结构简单,装调方便的四镜透射式结构,研制出一种高功率半导体激光光纤耦合器,满足了 500 W级976 nm激光光纤耦合传输的技术要求。传输光纤选用折射率阶跃型多模石英光纤,纤芯直径440 μm,数值孔径0.22;以弯曲光纤的理论分析为基础,开展了光纤弯曲程度与传输功率损耗的研究,得出了将光纤弯曲半径控制在50cm以上,以降低激光在光纤内传输时因光纤弯曲所造成的能量损耗。基于理论分析,采用空间合束与非相干合束相结合的方式对合束器进行了光学和结构设计,高功率激光空间非相干合束器由扩束准直与合束聚焦两个独立部分组成。利用软件仿真及优化,分别设计出了扩束准直透镜组参数以及合束焦距为别为400 mm、500 mm、600 mm时的合束聚焦透镜组参数,获得了不同合束焦距下合束激光光束横截面功率呈高斯态分布的仿真分析图。在此基础上,对合束器进行了工程结构设计与封装。从激光合束系统的整体构架出发,分别设计和构建了配电系统、激光器驱动电源集成系统、水冷系统以及数字控制系统四大子系统。基于高功率激光光纤耦合传输技术、高功率激光空间非相干合束技术成功研制的万瓦级高功率激光系统,实现了在一定焦深范围内光纤传输单束万瓦级激光输出。合束激光的辐射功率可以通过调节激光器驱动电流或增减参与合束的激光的路数来实现,而合束激光的整体光束质量不受影响;合束过程中光功率的整体损耗率低于2%;合束激光焦距与焦深及束腰可根据实际需要选择不同的合束聚焦透镜组来实现;可通过提高每路输入激光的最大输出功率进而获得更高功率范围内的合束激光输出。经检测,合束后获得的单束激光波长976 nm、输出功率达到10552W,功率不稳定度小于2%。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
高功率激光系统论文参考文献
[1].赵本瑞.高功率Ho:YAGMOPA及长波红外OPO激光系统研究[D].哈尔滨工业大学.2019
[2].张泽南.基于空间合束的高功率激光系统[D].西北大学.2017
[3].于海龙,王小林,粟荣涛,周朴,陈金宝.高功率飞秒光纤激光系统的研究进展[J].激光与光电子学进展.2016
[4].尤科伟,张艳丽,张雪洁,张军勇,朱健强.高功率激光系统中缺陷引起的近场调制分析[J].中国激光.2016
[5].李森森.高功率固体激光系统中激光空间强度与波前控制技术研究[D].哈尔滨工业大学.2015
[6].毛小洁,秘国江,庞庆生,邹跃,吕华昌.高功率高光束质量带内泵浦皮秒放大激光系统[J].强激光与粒子束.2015
[7].李桂华,王辉,熊召,曹庭分,刘长春.高功率激光系统中大型光机组件的装配精度研究[J].机械工程学报.2015
[8].黄志华,许党朋,林宏奂,李琦,田小程.高功率全光纤啁啾脉冲放大激光系统[J].强激光与粒子束.2014
[9].吴登生,张翔,熊宝星,庄振武,高帆.高功率激光系统中近场滤波设计与理论模拟[J].强激光与粒子束.2014
[10].王昊成,樊仲维,余锦,康治军,葛文琦.带SBS相位共轭镜的高重复频率高功率激光系统研究进展[J].激光与光电子学进展.2014
论文知识图
