1.9μm激光抽运Ho:YAP声光调Q激光器研究

论文摘要

在军事、医疗、工业以及生命科学等领域,输出波长位于近红外大气窗口的2μm单掺钬固体激光器大有可为。此外还可以作为35μm可调谐中红外光参量振荡器的高效泵浦源。实现高效率的窄线宽2μm Ho激光输出,为中远红外激光器提供优质的泵浦源是本文的主要研究意义。理论上,首先介绍Ho3+的能级结构,根据能级结构阐述掺Ho3+激光器发光机理。求解1.9μm激光抽运Ho:YAP连续激光器速率方程,模拟分析激光器阈值功率和输出功率等输出特性。求解1.9μm激光抽运Ho:YAP声光调Q激光器速率方程,模拟分析激光脉宽等输出特性。基于1.9μm激光抽运Ho:YAP晶体热效应理论,利用COMSOL软件对晶体内部温度分布仿真分析,根据理论分析的结果,进行1.9μm激光抽运Ho:YAP激光器设计和实验研究。根据谐振腔理论,设计稳定的1.9μm激光抽运Ho:YAP直腔谐振腔和四镜矩形腔谐振腔,分析不同谐振腔参数下的模式匹配;最后在Ho:YAP四镜矩形腔激光器基础上,进行1.9μm激光抽运自注入Ho:YAP窄线宽激光器设计。实验上,结合实验室现有条件,首先搭建半导体激光器端面抽运Tm:YAP连续激光器,作为Ho:YAP激光器的泵浦源,Tm:YAP激光器输出功率范围024.61W,输出中心波长1989.01nm。然后先对1.9μm激光抽运Ho:YAP直腔激光器进行实验研究,在最大泵浦功率时,直腔连续激光器获得了最大输出功率8.54W,斜率效率36.39%,线宽为1.84nm的2118.03nm激光输出。直腔调Q激光器在最大泵浦功率,重频5kHz下得到了7.49W最大平均输出功率,激光输出中心波长2129.35nm,线宽0.94nm,在重频1kHz下,输出激光最窄脉宽93.1ns。其次对1.9μm激光抽运Ho:YAP矩形激光器进行实验研究,在最大泵浦功率时,矩形腔连续激光器两个方向最大输出总功率5.25W,最大输出功率时激光中心波长2129.27nm,线宽为0.94nm。矩形腔调Q激光器在5kHz下两个方向最大输出总平均功率为4.62W,激光输出中心波长2129.34nm,线宽0.74nm,在重频1kHz下,输出最窄脉宽115.6ns。最后对1.9μm激光抽运自注入Ho:YAP激光器进行实验研究,在泵浦功率为24.61W时,获得了最大输出功率5.06W、斜率效率27.06%、线宽为0.42nm的2129.31nm连续激光输出,在重频5kHz下得到了4.57W最大平均输出功率,线宽0.21nm的2129.22nm脉冲激光输出,在重频1kHz下,输出最窄脉宽104.2ns。通过实验结果,可以明显地看到1.9μm激光抽运自注入Ho:YAP激光器能够压窄激光器输出线宽。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 姜妍

导师: 吴春婷

关键词: 激光,激光器,窄线宽,声光调

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: 71

文件大小: 4615K

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标签：激光论文;  激光器论文;  窄线宽论文;  声光调论文;