导读:本文包含了高功率固体激光器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:激光器,固体,激光,功率,晶体,参量,光学。
高功率固体激光器论文文献综述
位永辉,王石语,过振,蔡德芳,李兵斌[1]（2019）在《高功率固体激光器增益非均匀分布引起的效能亏损效应研究》一文中研究指出激光晶体由于吸收了一部分泵浦光能量,产生的热量引起晶体内温度不均匀分布,使晶体内的折射率产生不均匀分布,对振荡光产生相应的相位调制,引起振荡光光场再分布,进而导致振荡光模式发生变化。谐振腔具有滤波作用,谐振腔会过滤掉振荡光中与谐振腔不匹配的模式,引起损耗,用MATLAB模拟晶体内温度场分布,通过计算谐振腔内基模的热致损耗及低阶模转换到高阶模的比例,并研究谐振腔中各阶模式的转换问题,为抑制高阶模并减小损耗提供理论依据。(本文来源于《应用光学》期刊2019年04期）
钱传鹏[2]（2019）在《高功率Ho：YAG振荡器及泵浦的中长波红外固体激光器研究》一文中研究指出处于大气传输窗口的2μm波段、中红外3-5μm波段和长波红外8-12μm波段激光在激光雷达、激光成像、化学遥感、环境监测、激光医疗和国防军事等领域都有广阔的应用前景。在实现宽调谐的高功率中长波红外固体激光输出方面,光学非线性频率变换技术具有明显的技术优势。在可实现中长波红外激光输出的非线性晶体中,磷锗锌(ZnGeP_2,ZGP)晶体具有机械强度高、热导率好和有效非线性系数高的优点,是目前获取中长波红外激光的首选介质。本论文优化提升了2.09μm Ho:YAG激光器的输出性能,并以之为泵浦源,对ZGP光学参量振荡器(Optical Parametric Oscillator,OPO)和光学参量放大器(Optical Parametric Amplifier,OPA)进行了研究,最终获得了超过100W的3-5μm和超过10W的8-10μm中、长波红外激光输出。在理论和实验上对Ho:YAG固体激光器进行了研究。建立了单掺Ho:YAG激光器输出性能评估的理论分析模型,结合泵浦源、谐振腔和Ho:YAG晶体的参数,分析了相关参数对激光器输出性能的影响,理论上给出了各个参数的优化范围。在双末端泵浦条件下,理论分析了Ho:YAG晶体内部的热分布情况,计算了相应的热焦距,并分析了各种腔型结构的热稳定性。以理论研究为指导,设计了Ho:YAG激光器的实验装置,研究了各个参数对激光器输出性能的影响。最后,结合理论分析的结果,对Ho:YAG激光器进行了优化,在377.2W的泵浦功率下,获得了平均功率194W、重复频率10kHz的2.09μm激光输出,最小脉冲宽度为28ns,光束质量因子M~2为2.3。基于非线性光学频率变换理论,计算了2.09μm激光泵浦下ZGP晶体一类和二类角度匹配曲线。运用光学参量振荡器理论,分析了单共振ZGP SRO(Singly Resonant Oscillator,SRO)的阈值和转换效率,还对比分析了一类和二类相位匹配方式输出的信号光和闲频光的线宽。运用光学参量放大器理论,计算了相位匹配角度与走离角、ZGP晶体实际长度和有效长度之间的关系曲线,分析了信号光增益与晶体有效参量增益长度之间的关系曲线。根据这些理论分析,设计了中、长波红外ZGP-OPO和ZGP-OPA实验装置。在中波红外ZGP SRO上,最高获得了平均功率103W的激光输出,相应的光束质量因子M~2为6.8。在ZGP-OPA上,使用腔内负透镜补偿光学参量振荡器中ZGP晶体的热效应,提高整个装置的热稳定性,改善输出光束的光束质量,最终在光束质量因子M~2为2.8时获得了平均功率102W的中波红外激光输出。对长波红外波段ZGP OPO和级联ZGP OPA进行了实验研究。对于长波ZGP OPO,实验研究了一类和二类相位匹配方式下OPO的输出波长可调谐特性,分别实现了7.83~9.8μm以及8.15~8.82μm范围的闲频光输出。对于级联ZGP-OPA,以ZGP OPO输出的8.2μm闲频光和2.8μm信号光作为OPA的种子光和泵浦光,对比分析了不同相位匹配方式组合下ZGP OPA的输出性能,其中以二类相位匹配ZGP OPO组合一类相位匹配ZGP OPA输出的8.2μm激光功率最高,最终获得了平均功率12.6W的长波红外激光输出。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-06-01）
高恒,刘佳铭,杨闯,赵刚,李斌[3]（2019）在《用于远程激光测距机的小体积高功率固体激光器》一文中研究指出为了满足军用远程激光测距机对小体积高峰值功率固体激光器的应用需求,采用短腔长、正交偏振电光调Q技术,设计了小型风冷LD抽运Nd∶YAG固体激光器,并对样机进行了实验验证。结果表明,激光器重量630g、重频20Hz、输出能量85mJ、脉冲宽度3. 9ns、激光峰值功率21. 8MW、束散角1. 9mrad,满足了小型化和高峰值功率的要求。该激光器具备较强环境适应性,目前已实现工程化应用。(本文来源于《激光技术》期刊2019年05期）
杨亚楠[4]（2019）在《高功率固体激光器功率监控系统设计与研究》一文中研究指出固体激光器具有体积小、功率大、使用方便的特点,在激光加工中应用最为广泛。作为激光加工的核心部件,激光器的输出特性直接影响加工的质量和效率。在激光器的所有参数中,激光器的输出功率及其稳定性是激光器输出特性的最基本技术指标。并且其功率稳定性会受到工作电流、工作电压、光斑模式、工作温度等诸多因素的影响。因此,开发一个监控系统,能够在不影响激光器的前提下实时监控固体激光器的输出功率,这将会显着提高激光加工的产品合格率。目前,国内外最常用的激光功率探测器有:光电型、热释电型、体吸收式和量热计等,测量方式主要有直接测量法和尾镜采样法。本论文从用户的需求出发,选择合适的测量方法,提出总体的设计方案,进行理论分析、实验验证和硬件软件设计,设计并实现一种新型高功率激光实时监控装置。具体的研究内容如下:(1)分析激光功率监控系统的研究背景和现状,根据实际工程的需要确定本论文的研究对象和技术要求;(2)分析几种不同的测量方式,提出尾镜采样法的系统总体设计方案,对基本原理进行理论和实验上的验证,充分证明尾镜采样法的可行性;(3)设计系统的硬件部分,分析各个模块的设计思路和实现功能,完成主要部件的选型和设计,设计外壳并进行硬件封装,提高系统的整体性和易用性;(4)设计系统的软件部分,通过软件界面设计实现人机交互的功能,利用数据处理算法实现硬件资源的整合,介绍数据处理的核心算法,包括对数据读取、检验、保存过程的算法设计;(5)进行系统的误差分析,介绍系统的误差来源,给出减小误差的方法,从实验上证明系统的误差满足项目要求。对系统的测量范围进行校准,实现可切换多档量程的功能。(本文来源于《华中科技大学》期刊2019-01-01）
易家玉,涂波,曹海霞,安向超,廖原[5]（2018）在《高功率直接液冷固体薄片激光器的设计与实验》一文中研究指出设计了一种新型高功率直接液冷固体薄片激光器,由数十至数百片透射薄片密集堆迭构成分布式增益系统,使特种激光冷却液在增益介质间的平板微流道内流动以实现薄片直接冷却,有效解决了传统高功率固体激光器中增益介质焊接于热沉引入的热致应力、焊接面变形等问题。对该激光器的腔内损耗、腔内像差等参数进行了优化设计。分析了影响光-光转换效率的关键因素,根据像差特点给出了光束质量控制方法。将20片薄片以特别角度密集堆迭构成增益模块,利用两个增益模块在稳腔和非稳腔中均实现了功率大于9kW的准连续波(QCW)偏振激光输出,且这一实验室光源的体积小于0.4m3。(本文来源于《中国激光》期刊2018年12期）
万能[6]（2017）在《高功率固体激光器光学元件损伤在线检测关键技术研究》一文中研究指出激光驱动核聚变是解决能源问题的重要手段之一。激光驱动核聚变的过程中,高功率激光会在光学元件中产生非线性效应,这些非线性效应会使光束质量下降,造成光学元件损伤。因此,光学元件损伤检测是高功率固体激光装置安全运行的基础,损伤在线检测利用探测光对被检测的透射光学元件进行成像,对成像进行标定和分析,进而分析出被检测元件的损伤情况,损伤在线检测要求能识别直径为50μm以上的损伤。相关研究表明,光学元件的初始损伤直径达到50μm后,损伤发展迅速,因此以50μm作为起测点。在高功率固体激光器中,KDP/DKDP晶体作为倍频晶体,在多波长的作用下,极易产生损伤。在线检测中,根据晶体前后表面损伤成长特征不同,可以间接识别晶体前后表面损伤。目前,国内外均采用这种间接的方法来确定晶体前后表面损伤。本文利用DKDP晶体的双折射特性,提出了利用偏振调制成像直接识别DKDP晶体前后表面损伤的方法。与目前国内外相关识别方法相比,具有准确性高,效率高的优势。对于大口径光学元件的损伤在线检测,受限于工作距离和探测器的分辨率,无法利用光学手段直接识别50μm损伤,需要借助辐射标定达到识别的效果。本文围绕均匀照明、薄片DKDP晶体前后表面损伤识别和微小损伤辐射标定展开了一系列研究:1、基于在线检测相关原理,推演了多损伤点、多元件串联情况下损伤图像的信噪比计算公式,为检测系统设计提供了理论支撑。2、以高功率固体激光器的部分光机结构为依据,设计了损伤在线检测方案。对边缘照明和角照明的照明均匀性进行了模拟,确定了照明光源排布方案。对光学元件进行空间编码,同时对照明光源进行时空编码,可以单独对被检测元件进行照明。3、分析了DKDP晶体中瑞利散射的发生条件,确定了在50μm尺度下,损伤区域对照明光的散射退化为几何散射。DKDP晶体具有双折射效应,产生的o光和e光会分别成像,且会对损伤识别和辐射标定造成干扰,经后续处理对其进行消除。利用双折射特性可以对厚度为11 mm的DKDP晶体前后表面损伤进行直接识别,并且完成了实验验证。4、研究了辐射标定的原理,在排除双折射干扰的情况下,对不同条件下的辐射标定拟合曲线进行深入研究。经实验验证得出辐射标定可识别50μm量级的微小损伤,进一步完善了辐射标定数据样本。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所)》期刊2017-05-01）
王辉,黎沁,熊召,袁晓东,姚超[7]（2015）在《高功率固体激光器的大口径反射镜装配误差分析》一文中研究指出从惯性约束聚变系统高功率固体激光驱动器中具有典型意义的大口径激光传输反射镜的装配结构及其技术精度特点出发,分析了其关键面形误差指标的形成原理,研究了反射镜单元的装配预紧基本力学模型。并在此基础上,进一步针对空间安装状态的反射镜面形无法精密检测难题,提出了"精密检测—数值建模"相综合的面形误差分析与预测方法,以期为我国"神光-III"主机装置大口径反射镜的集成化装校工程提供科学指导方法及有力的技术工具。(本文来源于《光学学报》期刊2015年09期）
任席奎,李春波,王冬冬,杜晨林,阮双琛[8]（2015）在《高功率掺铥固体激光器的研究》一文中研究指出报道一种室温下连续运转、结构紧凑、高效率、高功率L型折迭腔掺铥固体激光器.采用793 nm波长半导体二极管激光器对掺杂摩尔分数3%的Tm∶YAP晶体进行双端泵浦,当泵浦功率120 W时,获得42 W中心波长1 988 nm的连续输出激光.声光调Q运转时,在重复频率10 k Hz,泵浦功率120W时,平均输出功率达到39.4 W,脉宽247.5 ns,单脉冲能量3.94 m J,峰值功率16 k W,斜率效率为35%.(本文来源于《深圳大学学报(理工版)》期刊2015年04期）
严君[9]（2015）在《高峰值功率固体激光器光纤耦合技术的研究》一文中研究指出自激光器与光纤面世以来,激光与光纤的耦合技术就受到了广泛的关注与研究。半导体激光器光纤耦合技术的不断发展,使得利用光纤来传递激光光束被运用于工业、通信、医疗与军事等领域。目前,利用固体激光器光纤输出激光系统进行激光加工、焊接也已成为可能,窄脉宽的固体激光器因其高峰值功率的能量输出也得以用于激光点火、激光爆破等特殊领域。本论文主要基于对高峰值功率固体激光器光纤耦合技术的研究,搭建了一套输出激光光斑大小在微米级、输出功率密度在GW/cm2光纤传输激光系统。该系统的搭建主要是为了提升现有的激光驱动飞片能力,突破小直径飞片发射的技术瓶颈。本论文的研究中,取得的主要成果有:(1)设计了激光与光纤耦合和激光由光纤输出结构,确定了透镜尺寸、焦距等相关参数。对传输光纤结构进行了深入研究和选型,并对光纤端面进行了处理。(2)对光路结构进行了光学仿真,并对输出效果进行了模拟,得到了与理论计算吻合的光斑大小。对光路对准中可能产生的对准误差与耦合效率的关系进行了分析,并给出了仿真结果。(3)搭建了光纤传输光路系统,实现了系统激光输出单脉冲能量为10~20mJ,光斑大小600?m的光束输出。(本文来源于《华中科技大学》期刊2015-05-01）
申英杰[10]（2015）在《高功率2微米单掺Ho:YAG固体激光器研究》一文中研究指出2μm激光处于人眼安全波段和大气的弱吸收带,因此其在很多领域有着重要的应用,例如,大气探测、自由空间光通信、激光医疗、激光雷达和光谱学等。特别地,脉冲输出的2μm激光器是中红外(3~5μm)和远红外(8~12μm)波段的光学参量振荡器(OPO)和光学参量放大器(OPA)的高效泵浦源。中远红外激光在激光雷达、光电对抗、激光测距和红外制导技术等方面具有非常重要的应用价值。为了满足这些军事、工业和农业应用的需求,对高性能2μm激光器的研究是最为关键的一步。近年来,以YAG、YLF和YAP等为掺杂基质的单掺Ho激光器获得了广泛研究,本文通过对单掺Ho基质激光器的各种技术途径研究进展的对比分析,指出了各自的优缺点,得到了利用掺Tm固体激光泵浦Ho:YAG激光器研究的必要性。因此,本论文致力于研究高功率连续及调Q运转的Ho:YAG激光器,以期为高功率、高效率以及高光束质量的2μm激光器的发展做出一定的贡献。对Ho:YAG晶体的吸收光谱和发射光谱进行分析,明确了Ho3+的较强吸收峰位于1908nm附近,而且其峰值半宽度比较窄。因而为了保证Ho:YAG晶体对泵浦光有较强的吸收,要求泵浦光的波长比较稳定性且输出线宽比较窄。考虑能量上转换和基态损耗,通过Ho:YAG的能级跃迁理论和激光产生机理,建立了双末端面泵浦连续Ho:YAG激光器的准四能级速率方程模型。考虑晶体工作温度对玻尔兹曼占有因子的影响,利用速率方程模型,数值分析了基态损耗、能量上转换、晶体工作温度、泵浦光斑半径、输出镜透过率、泵浦光光束质量和束腰位置以及晶体的掺杂浓度和长度对激光器输出特性的影响。建立了脉冲Ho:YAG激光器的速率方程理论,并利用此方程对影响输出激光的单脉冲能量、能量提取效率和脉冲宽度等主要参数进行了理论分析。为了给Ho:YAG激光器提供泵浦源,利用体光栅和F-P标准具选择波长并压窄线宽的技术,对发射峰刚好处于Ho3+的较强吸收峰的Tm:YLF激光器进行理论与实验研究。采用多晶体串联技术并利用板条状结构的Tm:YLF晶体,提高了Tm:YLF激光器总的泵浦功率和输出功率。对两种不同形状的Tm:YLF晶体进行热效应分析,并数值分析了泵浦光斑半径对晶体温度分布和晶体热透镜焦距在不同泵浦功率下的影响。在块状Tm:YLF晶体的实验研究中,获得的最高平均输出功率约为60.1W,斜率效率约为35.1%。在板条状Tm:YLF晶体的实验研究中,利用不同尺寸的板条晶体对双晶体激光器输出特性的进行对比研究,并对影响激光器输出特性的泵浦及谐振腔参数进行实验研究,得到输出特性最佳的晶体以及泵浦和谐振腔参数。在304.5W的泵浦功率下,双板条晶体Tm:YLF激光器获得了最高输出功率约为108.0W,对应的斜率效率和转换效率分别为39.0%和35.5%,输出光谱的峰值半高宽度小于1nm,从阈值到最高输出功率,激光输出波长移动了0.3nm,光束质量因子小于3。对单晶体Ho:YAG的谐振腔的稳定性和Ho:YAG晶体的热透镜效应进行了理论分析,并利用稳腔条件实际测量了不同泵浦功率下Ho:YAG晶体的热焦距。理论分析了Ho:YAG晶体热焦距对谐振腔稳定性的影响。以设计的Tm:YLF固体激光器为泵浦源,对3种不同浓度和长度的Ho:YAG晶体的连续及调Q输出特性进行对比实验研究。同样的泵浦参数和谐振腔参数下,掺杂浓度为0.8at.%且长度为45mm的Ho晶体获得的斜率效率最大,为74.8%,在注入泵浦功率为83.2W时获得58.7W的连续平均输出功率,在调Q状态下,重复频率为20k Hz时得到了2.9m J的最高单脉冲能量,脉冲宽度约为31ns,对应的峰值功率约为94.7k W。在单晶体Ho:YAG激光器研究的基础上,以设计的Tm:YLF固体激光器为泵浦源,采用多晶体串联技术提高Ho:YAG激光器的输出功率。在单末端面双程泵浦的实验中,对泵浦光采用偏振片配合四分之一波片的方法解决了双程泵浦的反馈问题,同样的泵浦条件下,与单程泵浦相比,在斜率效率和转换效率方面,双程泵浦都分别高出了4.8个百分点,阈值泵浦功率也比单程低约2.6W。在双末端面泵浦的实验中,采用偏振片隔离技术,连续运转模式下,注入泵浦功率约为174.6W时,最高平均输出功率约为119.0W,相对应的斜率效率约为74.6%。在调Q运转模式下,腔内插入一定厚度的F-P标准具,使得输出波长只有一个峰值,在209.5W总的泵浦功率和20k Hz的重复频频下,获得的最高平均输出功率约为118.0W,斜率效率为61.7%,相应的最大单脉冲能量约为5.9m J,最短脉冲宽度约为24ns。输出功率100.0W附近的光束质量因子小于2。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2015-03-01）
高功率固体激光器论文开题报告
（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：
处于大气传输窗口的2μm波段、中红外3-5μm波段和长波红外8-12μm波段激光在激光雷达、激光成像、化学遥感、环境监测、激光医疗和国防军事等领域都有广阔的应用前景。在实现宽调谐的高功率中长波红外固体激光输出方面,光学非线性频率变换技术具有明显的技术优势。在可实现中长波红外激光输出的非线性晶体中,磷锗锌(ZnGeP_2,ZGP)晶体具有机械强度高、热导率好和有效非线性系数高的优点,是目前获取中长波红外激光的首选介质。本论文优化提升了2.09μm Ho:YAG激光器的输出性能,并以之为泵浦源,对ZGP光学参量振荡器(Optical Parametric Oscillator,OPO)和光学参量放大器(Optical Parametric Amplifier,OPA)进行了研究,最终获得了超过100W的3-5μm和超过10W的8-10μm中、长波红外激光输出。在理论和实验上对Ho:YAG固体激光器进行了研究。建立了单掺Ho:YAG激光器输出性能评估的理论分析模型,结合泵浦源、谐振腔和Ho:YAG晶体的参数,分析了相关参数对激光器输出性能的影响,理论上给出了各个参数的优化范围。在双末端泵浦条件下,理论分析了Ho:YAG晶体内部的热分布情况,计算了相应的热焦距,并分析了各种腔型结构的热稳定性。以理论研究为指导,设计了Ho:YAG激光器的实验装置,研究了各个参数对激光器输出性能的影响。最后,结合理论分析的结果,对Ho:YAG激光器进行了优化,在377.2W的泵浦功率下,获得了平均功率194W、重复频率10kHz的2.09μm激光输出,最小脉冲宽度为28ns,光束质量因子M~2为2.3。基于非线性光学频率变换理论,计算了2.09μm激光泵浦下ZGP晶体一类和二类角度匹配曲线。运用光学参量振荡器理论,分析了单共振ZGP SRO(Singly Resonant Oscillator,SRO)的阈值和转换效率,还对比分析了一类和二类相位匹配方式输出的信号光和闲频光的线宽。运用光学参量放大器理论,计算了相位匹配角度与走离角、ZGP晶体实际长度和有效长度之间的关系曲线,分析了信号光增益与晶体有效参量增益长度之间的关系曲线。根据这些理论分析,设计了中、长波红外ZGP-OPO和ZGP-OPA实验装置。在中波红外ZGP SRO上,最高获得了平均功率103W的激光输出,相应的光束质量因子M~2为6.8。在ZGP-OPA上,使用腔内负透镜补偿光学参量振荡器中ZGP晶体的热效应,提高整个装置的热稳定性,改善输出光束的光束质量,最终在光束质量因子M~2为2.8时获得了平均功率102W的中波红外激光输出。对长波红外波段ZGP OPO和级联ZGP OPA进行了实验研究。对于长波ZGP OPO,实验研究了一类和二类相位匹配方式下OPO的输出波长可调谐特性,分别实现了7.83~9.8μm以及8.15~8.82μm范围的闲频光输出。对于级联ZGP-OPA,以ZGP OPO输出的8.2μm闲频光和2.8μm信号光作为OPA的种子光和泵浦光,对比分析了不同相位匹配方式组合下ZGP OPA的输出性能,其中以二类相位匹配ZGP OPO组合一类相位匹配ZGP OPA输出的8.2μm激光功率最高,最终获得了平均功率12.6W的长波红外激光输出。
（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。
高功率固体激光器论文参考文献
[1].位永辉,王石语,过振,蔡德芳,李兵斌.高功率固体激光器增益非均匀分布引起的效能亏损效应研究[J].应用光学.2019
[2].钱传鹏.高功率Ho：YAG振荡器及泵浦的中长波红外固体激光器研究[D].哈尔滨工业大学.2019
[3].高恒,刘佳铭,杨闯,赵刚,李斌.用于远程激光测距机的小体积高功率固体激光器[J].激光技术.2019
[4].杨亚楠.高功率固体激光器功率监控系统设计与研究[D].华中科技大学.2019
[5].易家玉,涂波,曹海霞,安向超,廖原.高功率直接液冷固体薄片激光器的设计与实验[J].中国激光.2018
[6].万能.高功率固体激光器光学元件损伤在线检测关键技术研究[D].中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所).2017
[7].王辉,黎沁,熊召,袁晓东,姚超.高功率固体激光器的大口径反射镜装配误差分析[J].光学学报.2015
[8].任席奎,李春波,王冬冬,杜晨林,阮双琛.高功率掺铥固体激光器的研究[J].深圳大学学报(理工版).2015
[9].严君.高峰值功率固体激光器光纤耦合技术的研究[D].华中科技大学.2015
[10].申英杰.高功率2微米单掺Ho:YAG固体激光器研究[D].哈尔滨工业大学.2015
论文知识图
