论文摘要
从第一台激光器出现以来,固体激光器的发展也越来越成熟,使用激光二极管端面泵浦的固体激光器也展示出了其独有的优势。而晶体的参数是设计激光器首先要考虑的因素,晶体的长度对激光器的性能及效率有着不可忽视的影响。激光器的晶体长度对准三能级激光器的自吸收损耗、热致衍射损耗及输出功率有着很大的影响。因此,本文在实验室所做研究的基础上,从速率方程出发,理论计算LD端面泵浦固体激光器的晶体长度与自吸收损耗、热致衍射损耗及输出功率的关系,分析晶体长度对其的影响。主要工作如下:首先,选用Nd:GdVO4（掺钕钒酸钆）为本课题所用的激光晶体,对其性质做基本的介绍,分析激光晶体相关参数,建立准三能级系统模型,理论分析了在R1至Z5能级的912 nm的激光跃迁。其次,建立了准三能级激光器的速率方程,并引入能量传输上转换效应,推导出包含输出功率的隐函数表达式,通过数值计算得到晶体长度与输出功率的关系,表明存在最佳晶体长度使得输出功率最大。然后从理论上对自吸收损耗表达式进行推导,表明自吸收损耗与晶体长度成正比关系。然后,对激光晶体的热效应进行了分析,先对热传导方程进行了详细分析,然后主要对热致衍射损耗效应进行了理论推导,并进行数值计算,得出晶体长度与热致衍射损耗的关系。并且在考虑热致衍射损耗效应的情况下,对激光器的输出功率进行理论分析并计算,得到了晶体长度与激光器输出功率的关系。最后,对谐振腔基本理论进行介绍,并通过对比平-平腔与平-凹腔的优缺点,选择了平-凹腔进行912 nm激光器的实验研究,在理论计算的基础上选取不同的晶体长度进行实验研究,得出不同晶体长度时激光器输出功率的大小,通过与理论计算结果对比并分析,得到了激光器的输出功率最高时所对应的晶体长度的大小为6 mm。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 李伯杨
导师: 王垚廷
关键词: 固体激光器,速率方程,准三能级,自吸收损耗,热致衍射损耗
来源: 西安工业大学
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: 西安工业大学
分类号: TN248
DOI: 10.27391/d.cnki.gxagu.2019.000357
总页数: 72
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