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LD端面抽运Nd:YVO4双波长电光调Q激光器研究

2020-12-02阅读(162)

LD端面抽运Nd:YVO4双波长电光调Q激光器研究

论文摘要

1064/1342nm双波长激光处于大气透过窗口,容易被水吸收,且在光纤中损耗较低,在激光测距、激光制导、相干通信、大气研究、光学图像处理等领域有着极其广泛的应用背景。其和频产生的593nm激光光束属于黄光波段,其可用作信标光,测量激光在大气传输中的畸变。另外Nd:YVO4（掺钕钒酸钇）晶体具有阈值低、效率高的优点,是产生1064/1342nm波长激光的优良工作物质。目前对双波长电光调Q激光器的研究主要汇聚在三腔镜结构使用单一电光调Q同时调Q中,很少有使用双电光调Q晶体分别调Q的。本论文通过理论和实验两方面对输出功率配比合理、输出脉冲具有较好时间重叠的LD端面抽运Nd:YVO41064/1342nm双波长双电光调Q激光器进行了详细研究。（1）根据双波长调Q理论列出LD端面抽运Nd:YVO41064/1342nm双波长调Q激光器速率方程,并加入电光Q开关损耗修正项。分析速率方程给出最佳输出镜透过率,利用Matlab仿真软件使用龙格-库塔法求解速率方程得到双波长腔长、电光晶体调Q晶压对双波长脉冲激光输出功率配比的影响以及双电光调Q晶体Q开关开门延时与双波长同时输出之间的关系。（2）通过求解Nd:YVO4晶体热传导方程得到一定抽运功率下的晶体热透镜焦距,分析电光晶体的物化特性,计算不同波长的Vλ2电压,并设计一种使用单一工作物质,双电光调Q晶体分别对1064nm、1342nm激光进行调Q的新型谐振腔结构,使用ABCD矩阵计算稳区图。最终确定1342nm输出镜透过率为3%,腔长为70mm,1064nm输出镜透过率为40%,腔长为160mm,并采用两个RTP电光调Q晶体实现双波长电光调Q激光输出。（3）在理论和实验设计的基础上,实验研究了Nd:YVO4 1064/1342nm双波长连续激光器的输出特性和双波长双电光晶体调Q激光器的输出特性,得到了在1342nm输出镜透过率为3%,腔长为70mm,1064nm输出镜透过率为40%,腔长为160mm,重频10kHz,抽运功率33.1W,1342nm电光调Q晶压为2250V,1064nm电光调Q晶压为1690V,以1342nm Q开关触发时间为基准,1064nmQ开关延时为1300ns时,1064nm和1342nm输出功率分别为0.45W/0.404W,脉冲宽度分别为38.15ns/63.14ns,并且输出脉冲尖峰时间重叠的1064/1342nm双脉冲激光。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  •   1.1 双波长固体激光器研究背景及意义
  •   1.2 双波长调Q激光器的研究现状
  •     1.2.1 双波长调Q激光器国外研究现状
  •     1.2.2 双波长调Q激光器国内研究现状
  •   1.3 双波长调Q激光器研究现状分析
  •   1.4 本论文的主要研究内容
  • 41064/1342nm双波长电光调Q激光器理论分析'>第2章 LD端面抽运Nd:YVO41064/1342nm双波长电光调Q激光器理论分析
  • 4晶体能级结构及双波长产生机制'>  2.1 Nd:YVO4晶体能级结构及双波长产生机制
  • 41064/1342nm双波长调Q激光器速率方程理论'>  2.2 LD端面抽运Nd:YVO41064/1342nm双波长调Q激光器速率方程理论
  •     2.2.1 Q开关损耗函数
  •     2.2.2 双波长双电光晶体调Q激光器速率方程建立
  • 41064/1342nm双波长调Q激光器输出特性'>  2.3 LD端面抽运Nd:YVO41064/1342nm双波长调Q激光器输出特性
  •     2.3.1 双波长输出透过率之间的关系
  •     2.3.2 双波长腔长对功率配比的影响
  •     2.3.3 调Q晶压与输出功率配比的关系
  •     2.3.4 Q开关开门延时与双波长同时输出的关系
  •   2.4 本章小结
  • 41064/1342nm双波长电光调Q激光器设计'>第3章 LD端面抽运Nd:YVO41064/1342nm双波长电光调Q激光器设计
  • 41064/1342nm双波长电光调Q激光器总体结构'>  3.1 LD端面抽运Nd:YVO41064/1342nm双波长电光调Q激光器总体结构
  • 4晶体温度场分布分析及热透镜焦距研究'>  3.2 Nd:YVO4晶体温度场分布分析及热透镜焦距研究
  •   3.3 电光晶体特性分析及双波长电光Q开关选择
  •   3.4 双波长双电光调Q激光器谐振腔设计
  •   3.5 本章小结
  • 41064/1342nm双波长电光调Q激光器的实验研究..'>第4章 LD端面抽运Nd:YVO41064/1342nm双波长电光调Q激光器的实验研究..
  • 41064/1342nm双波长连续激光器输出特性实验研究.'>  4.1 LD端面抽运Nd:YVO41064/1342nm双波长连续激光器输出特性实验研究.
  • 41064/1342nm双波长连续激光器实验装置'>    4.1.1 LD端面抽运Nd:YVO41064/1342nm双波长连续激光器实验装置
  •     4.1.2 LD抽运源参数测试
  •     4.1.3 LD端面抽运1342nm激光器输出特性分析
  •     4.1.4 LD端面抽运1064nm激光器输出特性分析
  •     4.1.5 LD端面抽运1064/1342nm连续双波长激光器输出特性分析
  • 41064/1342nm双波长电光调Q激光器输出特性实验研究'>  4.2 LD端面抽运Nd:YVO41064/1342nm双波长电光调Q激光器输出特性实验研究
  • 41064/1342nm双波长电光调Q激光器实验装置'>    4.2.1 LD端面抽运Nd:YVO41064/1342nm双波长电光调Q激光器实验装置
  •     4.2.2 双波长脉冲激光器输出特性分析
  •     4.2.3 双电光晶体不同晶压与功率输出配比的关系
  •     4.2.4 重频10kHz时 Q开关触发延时与双波长脉冲同时输出的关系
  •     4.2.5 不同重频时1064/1342nm双波长脉冲同时输出特性分析
  •   4.3 本章小结
  • 结论
  • 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: 郭阳阳

    导师: 金光勇

    关键词: 双波长,晶体,双电光调晶体,开关延时

    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: TN248.34

    总页数: 70

    文件大小: 7449K

    下载量: 102

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