导读:本文包含了脉冲泵浦论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:可见光,Pr~(3+)离子,光开关,脉冲激光
脉冲泵浦论文文献综述
张玉霞[1]（2019）在《掺镨离子激光晶体探索及其蓝光半导体直接泵浦脉冲激光特性研究》一文中研究指出可见波段激光是指波长处于400-760nm的激光,是娱乐、照明、加工、医疗等领域的基础光源,当前可实现可见波段激光的技术主要有半导体激光和近红外激光的倍频两种。近年来,随着GaN基半导体制备工艺的进步和发展,蓝光半导体已经趋于成熟并获得实用,2014年诺贝尔奖授予叁位日本科学家,用以表彰其在蓝光半导体方面的研究工作,而以蓝光半导体激光为泵浦源,通过全固态激光技术直接泵浦实现可见波段激光输出也成为了激光领域的新兴方向。作为稀土离子族典型的代表,掺Pr3+离子激光晶体可实现蓝光区的吸收和从绿光到红光波段的多波长发射,成为重要的蓝光泵浦全固态可见波段激光材料。但可实现激光输出的掺Pr3+离子激光材料仅以氟化物为代表的部分具有低声子能量的增益介质,尚需发展基本理论用以揭示限制掺Pr3+离子激光晶体产生激光效果的关键科学问题,并为后续激光晶体和激光技术的发展和应用起到指导作用。在激光技术中,除了泵浦源和激光晶体外,光开关元件,包括调Q和锁模元件,是实现激光脉冲调制的关键器件。作为一种新兴的激光技术,适用于蓝光半导体直接泵浦获得可见波段脉冲激光的光开关元件研究有待发展,特别是可见波段的被动光开关元件和材料较有限。可见光波长相对较短、光子能量相对较大,一般来说,激光晶体在可见波段增益相对较低,这对可见波段可饱和吸收体在材料带隙、载流子恢复时间、可饱和吸收强度及调制深度等方面提出了独特的要求。因此,发展可见波段光开关的筛选准则并实现脉冲激光输出,对这种新兴激光技术和器件的发展和后期应用有重要的作用。因此本论文面向蓝光半导体直接泵浦的可见波段激光发展现状,以掺Pr3+离子激光晶体和光开关为研究对象,探索限制掺Pr3+离子激光晶体获得激光输出的关键物理参数,揭示了无辐射跃迁几率对可见激光输出的影响规律,为可实现可见波段激光输出的掺Pr3+离子激光晶体研究提供了理论参考;从速率方程出发,推导了可见波段激光调Q光开关材料的筛选准则,找到了可见波段调Q光开关材料需满足的条件,以此为指导,测试了石墨烯材料及Co:ZnO薄膜材料的非线性可饱和吸收性质,预判了两种材料作为可见波段调Q光开关的可行性,实现了不同可见波长调Q脉冲激光输出;建立了可见波段锁模材料的筛选准则,找到了限制锁模应用的关键物理参数,并以MoS2材料和石墨烯材料为代表验证了筛选准则,实现了不同可见波长的锁模脉冲激光输出;基于克尔透镜锁模原理,实现了可见波段自锁模激光输出,结合色散补偿技术,实现最短脉冲宽度为1.1 ps的可见波段超快脉冲激光输出。主要研究内容如下:一、可见波段掺镨离子激光晶体理论从Pr3+离子能级出发,综合考虑Pr3+离子3P0和1D2能级间的无辐射跃迁过程,推导并建立了 Pr3+离子的四能级速率方程,针对3P0和1D2能级间的无辐射跃迁几率对激光效果的作用,推导了基质声子能量、能级劈裂对可见波段激光输出的影响,找出制约掺Pr3+离子激光晶体实现激光输出的关键因素为能级劈裂宽度和声子能量,建立了能级劈裂和声子能量需满足的物理关系,为掺Pr3+离子激光晶体的研究提供理论参考。二、可见波段调Q光开关材料的筛选准则及调Q脉冲激光研究1.从速率方程出发,发展了调Q光开关材料的筛选准则,基于掺Pr3+离子激光晶体的光谱参数,估算了可见波段调Q光开关材料需要满足的条件,发展了可见波段调Q光开关材料的筛选准则,用以指导可见波段调Q光开关材料的选择。2.以二维石墨烯和3dN离子中Co2+离子为代表性研究对象,测试了单层石墨烯和Co:ZnO在可见波段的非线性可饱和吸收性质,并根据可见波段调Q光开关材料的筛选准则预判两种材料在可见波段调Q脉冲激光应用的可行性;在Pr3+:YLiF4晶体连续激光基础上,以上述两种材料为调Q光开光器件,实现了不同可见波长调Q脉冲激光输出。叁、可见波段锁模材料的筛选准则及锁模脉冲激光研究1.从速率方程出发,发展了锁模材料的筛选准则,以掺Pr3+离子激光晶体的光谱参数为基础,构建了可见波段锁模材料的筛选准则,揭示了影响锁模激光效果的关键物理参数,提出了可见波段锁模材料需同时具备可饱和吸收体禁带宽度≤1.7 eV、载流子复合寿命≤10 ns且可饱和能量密度与调制深度乘积Fsat,AΔR≤2 nJ/cm2叁个条件。2.全面测试了不同层数MoS2材料的非线性可饱和吸收性质,以构建的筛选准则为指导,预判小于十层的MoS2材料适合制作可见波段锁模器件,并通过实验验证,实现了不同波长的可见波段超快脉冲激光输出;测试和表征了单层石墨烯在可见波段的非线性可饱和吸收性质,计算关键物理参数,发现该材料符合可见波段锁模材料的筛选准则,以透射式和反射式两种方式将单层石墨烯用于可见波段锁模脉冲激光,实现了不同可见波长锁模脉冲激光输出。四、可见波段克尔透镜锁模激光研究以Pr3+:LuLiF4为研究对象,针对其非线性折射率较大的特点,从ABCD矩阵出发,设计了可实现克尔透镜自锁模的激光谐振腔,计算了谐振腔内关键元器件的色散曲线,以ZF4棱镜对进行补偿色散,实现了蓝光半导体直接泵浦的掺Pr3+离子激光晶体自锁模激光输出,相关研究结果是半导体泵浦下可见波段最短脉冲激光输出。综上所述,本论文针对蓝光半导体直接泵浦的掺Pr3+离子激光晶体和激光器件发展现状,发展了晶体和光开关的“叁套”准则,为可见波段激光晶体和器件的发展提供了有益借鉴;获得了单管泵浦下的可见波段连续激光最高输出功率,实现了调Q和锁模脉冲激光器件设计,发展了超快锁模激光技术,获得蓝光半导体泵浦掺Pr3+离子激光晶体中最短脉冲激光输出。(本文来源于《山东大学》期刊2019-05-17）
刘宇乾[2]（2019）在《端面泵浦Nd:YAG脉冲激光器输出特性与热效应研究》一文中研究指出近年来,随着激光二极管(LD)泵浦的全固态激光器(DPSSL)的发展,DPSSL由于拥有效率高、体积小、重量轻、稳定性高等优秀性能,被广泛应用于军事、科研、机械加工等领域。本文对LD端面泵浦Nd:YAG激光器输出特性及热效应进行了研究,希望对LD端面泵浦DPSSL的工作作出一定贡献。首先,对Nd:YAG激光晶体的特性进行研究,分析该晶体作为增益介质的优势,理论分析了晶体的能级结构,说明选用808nm波段作为泵浦光的原因。结合泵浦光的吸收情况探索了晶体内温度场分布以及由于温度分布不均匀导致的晶体热透镜效应。其次,根据掺Nd~(3+)激光系统四能级速率方程,计算了激光器输出特性随输出镜透过率、泵浦光斑尺寸等因素的变化。设计了适合LD单管自由空间泵浦的耦合系统并结合热透镜效应共同设计了最优谐振腔,最终实验验证上述研究结果。使用0.4at.%的Nd:YAG晶体在9.03W的泵浦功率下,得到了最大输出功率4.97W的激光输出,斜效率为73.5%,光光转换效率为55%。再次,使用二极管迭阵(LDAs)作为泵浦源,设计了适合LDAs的两种耦合系统,并通过实验获得了脉冲泵浦激光器的输出特性,使用导光锥耦合系统在泵浦光单脉冲能量为280mJ时获得了121mJ的单脉冲激光输出,斜效率为48.6%。最后,为了得到更大的峰值功率,在激光器内插入电光Q开关实现主动调Q,对四能级系统主动调Q速率方程进行数值求解,分析了单脉冲能量,脉冲宽度和峰值功率的影响因素。结合速率方程设计出合理的激光器,在泵浦源选用30Hz、300μs和50Hz、200μs两种输出方式时,分别获得了30mJ和25mJ的单脉冲输出,脉宽分别为18ns和16ns,斜效率为11.63%和14.71%。设计了适合该激光器的壳体,壳体尺寸为220mm(长)×110mm(宽)×68mm(高),总重量2.2kg。在绝热条件下对负载激光器的壳体进行散热模拟,结果表明,该激光器壳体可以保证激光器的正常工作。(本文来源于《长春理工大学》期刊2019-05-01）
张以辉,董全力[3]（2019）在《氙灯泵浦电光调Q固体激光器输出脉冲包络特征的分析》一文中研究指出使用氙灯侧面泵浦电光调Q Nd:YAG激光器进行实验,输出激光的脉冲宽度为17ns,同时发现在激光脉冲时间包络下沿存在"子脉冲"与拖尾现象.首先,针对这个实验现象,排除了阻抗失配因素.其次,在速率方程组中,通过改变自发辐射中振荡模式的光子数与总自发辐射的光子数的比例系数,分析了腔内光子数密度的变化过程,得到理论激光脉冲宽度为13 ns.通过理论脉冲时间包络与实验脉冲时间包络的比较,发现两者能较好地吻合,从而解释了激光脉冲包络下沿产生的"子脉冲"与拖尾现象.最后,通过速率方程数值模拟对其他增益介质(Nd:GdVO_4,Nd:GYSGG,Nd:YLF和Nd:YVO_4)进行了分析,也得到了脉冲时间包络下沿的"子脉冲"与拖尾现象.(本文来源于《鲁东大学学报(自然科学版)》期刊2019年02期）
唐睿,高子叶,吴正茂,夏光琼[4]（2019）在《基于SESAM被动调Q的激光二极管泵浦Yb∶CaYAlO_4脉冲激光器》一文中研究指出采用发射波长约为976 nm的半导体激光器作为泵浦源,Yb~(3+)掺杂浓度为1. 5at.%、通光长度为2 mm的Yb∶CaYAlO_4晶体作为增益介质,本文提出了一种基于半导体可饱和吸收镜(SESAM)被动调Q的激光二极管泵浦Yb∶CaYAlO_4以获取稳定脉冲输出的方案。通过合理设计谐振腔,实现了稳定的被动调Q激光脉冲输出,并分析了泵浦功率的大小对输出脉冲的重复频率、脉冲宽度、单脉冲能量以及脉冲峰值功率的影响。(本文来源于《中国光学》期刊2019年01期）
高冬阳,刘长明,胡友勃,史学舜,夏茂鹏[5]（2019）在《基于连续和脉冲激光泵浦的相关光子实验比对》一文中研究指出为在相关光子定标技术工程化过程中选择合适的泵浦机制及相位匹配模式,开展了基于连续和脉冲激光的相关光子比对实验.采用355nm连续激光泵浦偏硼酸钡晶体产生相关光子对,对晶体吸收、透射损耗以及光学元件透过率进行测量和修正,同时使用基于时间幅度转换的符合测量方法,得到单光子探测器量子效率为59.15%.利用518nm脉冲激光泵浦周期极化磷酸钛氧钾晶体,采用准相位匹配技术获取相同波段的相关光子,基于时间幅度转换的符合测量方法得到单光子探测器量子效率为59%.比对实验结果,两套定标装置方法的测量结果之差在0.25%以内,主要误差来源于单光子探测器的响应非线性、光路透过率修正误差和单光子探测量子效率面非均匀性.实验结果验证了相关光子定标技术可随时随地复现的优点,以及相关光子定标结果不受泵浦机制差异和实验装置差异的影响,可为相关光子技术工程化中的激光器工作模式和相位匹配方式的选择提供参考依据.(本文来源于《光子学报》期刊2019年06期）
郭淑琴,蒋佩兰[6]（2019）在《时间透镜成像系统中泵浦脉冲的优化研究》一文中研究指出泵浦脉冲的宽度会对时间透镜成像系统的性能产生影响。通过理论分析得出:当四波混频时间透镜满足成像条件时,泵浦脉冲的宽度与放大倍数、输入光纤的二阶色散、信号初始宽度、信号脉冲间隔及分组脉冲的脉冲个数等参数满足一定的关系。通过对系统误差的分析计算,验证了相关理论:当直接减小泵浦脉冲宽度时,成像系统的误差变小;当增大信号初始宽度时,成像系统的误差变小;当增大输入光纤二阶色散时,成像系统的误差变大;当放大倍数远大于1时,成像系统的误差几乎不随放大倍数的改变而发生变化。(本文来源于《浙江工业大学学报》期刊2019年01期）
严杰,傅焰峰,王锟,李大华,刘鹏[7]（2018）在《光纤激光器脉冲泵浦特性实验研究》一文中研究指出脉冲光纤激光器系统产生的放大自发辐射(ASE)是制约其峰值功率的重要因素,而脉冲泵浦是抑制脉冲光纤激光器脉冲自发辐射的有效方法。文章对掺镱双包层光纤放大器的脉冲泵浦特性进行了研究,设计了一种由信号源、隔离器、放大级和滤波器组成的实验光路。对于脉冲泵浦,放大器设计中需要确定的最主要因素是泵浦功率和泵浦脉宽,文章研究了单脉冲能量、ASE功率与泵浦功率以及泵浦脉宽之间的关系,所得结论对脉冲泵浦光纤放大器的设计具有一定的参考价值。(本文来源于《光通信研究》期刊2018年06期）
赵清林,曹茹茹,王德玉,袁精,李述[8]（2018）在《大功率半导体激光泵浦固体激光器脉冲电源设计》一文中研究指出介绍一种大功率半导体激光泵浦固体激光器(DPSSL)脉冲驱动电源的设计电路及其控制方法。根据半导体激光器的工作特性,采用前级电容充电电路与后级脉冲电流产生电路相结合的电路结构。由于LCC谐振电路具有软开关特性和抗负载短路、开路的能力,又能够实现对储能电容恒流充电的功能,因此其适合做为脉冲电源中储能电容的充电电路;后级脉冲电流产生电路选择大功率MOSFET做为主控器件,利用MOSFET饱和区的漏极电流可控性,通过栅极电压控制产生负载脉冲电流。控制部分采用模拟与数字相结合的控制方式,使脉冲电源控制更加灵活,引入脉冲电流指令给定积分器,可以更有效地控制脉冲电流上升过程,抑制电流过冲,提高控制精度,使脉冲驱动电源产生类似矩形波的大功率脉冲电流。搭建了脉冲功率为28kW的实验平台,实验达到的指标:脉冲电流幅值80A,脉冲电压350V,脉冲宽度100μs,重复频率100Hz。(本文来源于《强激光与粒子束》期刊2018年11期）
廖梅松,黄春蕾,毕婉君,王龙飞,刘垠垚[9]（2018）在《亚皮秒脉冲泵浦下星型芯全固态微结构光纤中高相干性超连续谱的产生》一文中研究指出宽光谱高相干性超连续谱可应用于超短脉冲的产生和压缩、光学频率梳、超分辨率成像等领域。宽光谱高相干性超连续谱的获得与光纤特性和泵浦脉冲参数有关,通常需要使用百飞秒脉宽的超短脉冲泵浦非线性光纤才能获得。但是,百飞秒脉宽的激光器功率一般不高,且难于实现全光纤结构。为了降低对泵浦激光(本文来源于《第十届中国功能玻璃学术研讨会暨新型光电子材料国际论坛会议摘要集》期刊2018-11-08）
段加林,李旭东,武文涛,林森,樊荣伟[10]（2019）在《LD泵浦Nd:YAG 1.06μm脉冲串激光及放大研究》一文中研究指出近年来随着光电技术应用需求的增长,诸如平面激光诱导荧光技术、激光探测和激光加工等越来越多的领域展现出对高重频大能量的脉冲激光的需求。然而受激光器平均功率的限制,传统的连续脉冲模式的脉冲激光器难以实现高重频和大能量的兼顾输出。文中研究了一种LD泵浦Nd:YAG1.06μm脉冲串激光器及其放大系统。采用长脉冲泵浦、腔内调制和MOPA放大技术,实现了一段时间内激光器的高重频和大能量的兼顾输出。在调Q重频分别为10、50、100 k Hz时,脉冲串能量分别达到170.4、211.8、220.3 mJ,每串内分别包含2个、12个、25个脉冲,单脉冲能量分别为85.2、17.7、8.8 mJ。(本文来源于《红外与激光工程》期刊2019年01期）
脉冲泵浦论文开题报告
（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：
近年来,随着激光二极管(LD)泵浦的全固态激光器(DPSSL)的发展,DPSSL由于拥有效率高、体积小、重量轻、稳定性高等优秀性能,被广泛应用于军事、科研、机械加工等领域。本文对LD端面泵浦Nd:YAG激光器输出特性及热效应进行了研究,希望对LD端面泵浦DPSSL的工作作出一定贡献。首先,对Nd:YAG激光晶体的特性进行研究,分析该晶体作为增益介质的优势,理论分析了晶体的能级结构,说明选用808nm波段作为泵浦光的原因。结合泵浦光的吸收情况探索了晶体内温度场分布以及由于温度分布不均匀导致的晶体热透镜效应。其次,根据掺Nd~(3+)激光系统四能级速率方程,计算了激光器输出特性随输出镜透过率、泵浦光斑尺寸等因素的变化。设计了适合LD单管自由空间泵浦的耦合系统并结合热透镜效应共同设计了最优谐振腔,最终实验验证上述研究结果。使用0.4at.%的Nd:YAG晶体在9.03W的泵浦功率下,得到了最大输出功率4.97W的激光输出,斜效率为73.5%,光光转换效率为55%。再次,使用二极管迭阵(LDAs)作为泵浦源,设计了适合LDAs的两种耦合系统,并通过实验获得了脉冲泵浦激光器的输出特性,使用导光锥耦合系统在泵浦光单脉冲能量为280mJ时获得了121mJ的单脉冲激光输出,斜效率为48.6%。最后,为了得到更大的峰值功率,在激光器内插入电光Q开关实现主动调Q,对四能级系统主动调Q速率方程进行数值求解,分析了单脉冲能量,脉冲宽度和峰值功率的影响因素。结合速率方程设计出合理的激光器,在泵浦源选用30Hz、300μs和50Hz、200μs两种输出方式时,分别获得了30mJ和25mJ的单脉冲输出,脉宽分别为18ns和16ns,斜效率为11.63%和14.71%。设计了适合该激光器的壳体,壳体尺寸为220mm(长)×110mm(宽)×68mm(高),总重量2.2kg。在绝热条件下对负载激光器的壳体进行散热模拟,结果表明,该激光器壳体可以保证激光器的正常工作。
（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。
脉冲泵浦论文参考文献
[1].张玉霞.掺镨离子激光晶体探索及其蓝光半导体直接泵浦脉冲激光特性研究[D].山东大学.2019
[2].刘宇乾.端面泵浦Nd:YAG脉冲激光器输出特性与热效应研究[D].长春理工大学.2019
[3].张以辉,董全力.氙灯泵浦电光调Q固体激光器输出脉冲包络特征的分析[J].鲁东大学学报(自然科学版).2019
[4].唐睿,高子叶,吴正茂,夏光琼.基于SESAM被动调Q的激光二极管泵浦Yb∶CaYAlO_4脉冲激光器[J].中国光学.2019
[5].高冬阳,刘长明,胡友勃,史学舜,夏茂鹏.基于连续和脉冲激光泵浦的相关光子实验比对[J].光子学报.2019
[6].郭淑琴,蒋佩兰.时间透镜成像系统中泵浦脉冲的优化研究[J].浙江工业大学学报.2019
[7].严杰,傅焰峰,王锟,李大华,刘鹏.光纤激光器脉冲泵浦特性实验研究[J].光通信研究.2018
[8].赵清林,曹茹茹,王德玉,袁精,李述.大功率半导体激光泵浦固体激光器脉冲电源设计[J].强激光与粒子束.2018
[9].廖梅松,黄春蕾,毕婉君,王龙飞,刘垠垚.亚皮秒脉冲泵浦下星型芯全固态微结构光纤中高相干性超连续谱的产生[C].第十届中国功能玻璃学术研讨会暨新型光电子材料国际论坛会议摘要集.2018
[10].段加林,李旭东,武文涛,林森,樊荣伟.LD泵浦Nd:YAG1.06μm脉冲串激光及放大研究[J].红外与激光工程.2019