导读:本文包含了薄片激光器论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:激光器,光泵浦半导体薄片激光器,488nm激光器,腔内倍频
薄片激光器论文文献综述
王菲[1]（2019）在《高稳定度光泵浦腔内倍频488nm半导体薄片激光器》一文中研究指出设计了一种性能稳定、结构紧凑的光泵浦腔内倍频488 nm半导体薄片激光器。为获得光束质量好、输出性能稳定的488 nm激光器,利用808 nm LD从顶面垂直泵浦半导体增益介质芯片获得976 nm基频光,通过在腔内置入I类相位匹配的LBO晶体进行倍频获得488 nm激光输出。半导体增益介质芯片具有13量子阱和808 nm/976 nm双反射带反射镜,其双面键合金刚石散热片。在泵浦功率为9.2 W时,获得111 m W 488 nm激光输出,光谱线宽为1.3 nm,光-光效率为1.2%,光束质量Mx2、My2分别为1.03和1.02,连续工作3 h激光输出功率不稳定度为0.6%。(本文来源于《红外与激光工程》期刊2019年06期）
曹健东,程小劲,范米,项博良[2]（2019）在《端面泵浦薄片激光器热效应补偿方法的研究》一文中研究指出薄片激光器的热效应对输出激光的光束质量以及激光器的效率有着重大的影响,寻求有效的方法来实现激光器热效应的补偿一直是高功率激光器研究领域的重要课题。本文基于ANSYS有限元的分析方法,对端面抽运Yb:YAG薄片激光器晶体内部的温度分布、热应力分布以及晶体端面的最大形变量进行了分析。通过在薄片晶体端面施加压力产生的机械形变与晶体内部的热应变相抵消的方式,在完成薄片晶体安装的同时又实现了对激光器热效应的补偿,分析并比较了两种不同的安装方式对薄片激光器热效应补偿效果的影响。结果表明,在保持安装所产生的总压力不变的情况下,采用3个固定点的安装方式对薄片晶体的热透镜效应改善较为明显。此外,随着薄片晶体厚度的增加,通过施加外部载荷的方式来缓解激光器热效应的效果就会越差。(本文来源于《光电子·激光》期刊2019年02期）
易家玉,涂波,曹海霞,安向超,廖原[3]（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）
季林涛[4]（2018）在《SESAM被动调Q薄片激光器研究》一文中研究指出皮秒脉冲激光器有着比纳秒脉冲激光器更高的峰值功率,而且比飞秒脉冲激光器结构更简单、性能更稳定。自诞生以来就被广泛应用于生物光子学、微机械加工、非线性频率转换、激光卫星测距等诸多领域。SESAM(Semiconductor Saturable Absorber Mirror)被动调Q薄片激光器作为产生皮秒脉冲激光的一种重要方式,以其相对较高的单脉冲能量、高安全性、小体积等优点,成为皮秒脉冲输出的一个研究的热点。然而,SESAM被动调Q薄片激光器的增益介质和SESAM之间由于存在空气隙的影响,其导致的标准具效应会严重影响激光器产生持续可靠的稳定输出。这极大地制约了SESAM被动调Q薄片激光器的发展。本文围绕提高SESAM被动调Q薄片激光器的稳定性进行了一系列的理论和实验研究,深入研究了空气隙对SESAM被动调Q薄片激光器的影响,并在此基础上通过将SESAM和增益介质光胶的方法有效地消除了空气隙,显着提升了SESAM被动调Q薄片激光器的稳定性。具体研究内容如下:1、分析比较了实现窄脉宽的皮秒脉冲激光器的产生方式,提出采用SESAM被动调Q薄片激光器作为产生皮秒脉冲激光的方案,总结了SESAM被动调Q薄片激光器的研究现状后分析了SESAM被动调Q薄片激光器难以稳定的原因。提出了将SESAM和增益介质采用光胶的手段贴在一起以消除空气隙的方法来提高激光器的稳定性。2、从SESAM被动调Q薄片激光器速率方程出发,结合SESAM被动调Q的工作机理以及实现过程,分析了SESAM的主要参数(调制深度,恢复时间,饱和通量,非饱和损耗等)对被动调Q薄片激光器的阈值泵浦功率、激光脉冲宽度、单脉冲能量、重复频率的影响。利用Matlab模拟了SESAM被动调Q皮秒激光器在不同参数下的输出特性曲线,对影响激光器稳定性的因素进行了分析。3、自行设计了SESAM被动调Q薄片激光器的实验装置,讨论了激光器结构,增益介质,SESAM、泵浦源的选择;利用ZEMAX优化泵浦光的准直聚焦系统,将泵浦光斑聚小到80μm,保证了泵浦强度;计算了增益介质长度范围,最终选用250μm厚的Nd:YVO_4作为增益介质,保证了输出光的单纵模运转;利用改变温度的方法改变了泵浦源波长的参数使泵浦光发射波长位于808nm附近。4、在保证平面度小于λ/10的前提下,有效将擦除了Nd:YVO_4后表面的原有镀膜,成功实现了Nd:YVO_4和SESAM这两种异种薄片材料的光胶。设计了SESAM和增益介质之间存在空气隙和消除空气隙对激光器稳定性的对比实验。从输出激光平均功率、脉冲序列、脉宽抖动等方面对比了两者的稳定性。采用光胶技术消除空气隙后在泵浦电流1.6A(对应泵浦功率305mW)时输出功率持续稳定性提升33%,脉冲序列时间不稳定性减小50%,幅值不稳定性减小33%,脉冲宽度抖动性减小23.5%,获得了光束质量M~2小于1.3的单纵模输出。由于测量仪器精度不够,测得泵浦电流1.6A时光胶模块的脉宽为324.9p。实验结果表明:采用光胶技术消除SESAM和增益介质空气隙能极大地提高SESAM被动调Q薄片激光器稳定性,为SESAM被动调Q薄片激光器的稳定输出提供了一种新的方法。(本文来源于《北京工业大学》期刊2018-06-01）
叶志斌,涂波,王柯,尚建力,于益[5]（2018）在《直接液体冷却薄片激光器设计》一文中研究指出详细讨论了直接液体冷却薄片激光器的设计。包括增益模块中晶体和冷却液的选取,以及流道结构的设计,分析了增益模块中两类组合方式各自的优缺点。组合方式一中,需要严格控制激光的入射角以及晶体的切割角,给出了具体的计算和分析。组合方式二无需特别选取角度,然而所选的冷却液的折射率要与晶体的折射率尽可能一致。在抽运方式选取方面,分析了采用端面抽运和侧面抽运对激光器储能以及像差等方面的影响。最终,理论分析了采用10片Nd:YLF作为增益介质,折射率匹配液作为冷却液,在抽运功率为5kW时,激光器输出功率大于1kW,光-光效率大于20%,理论分析和实验结果基本一致。(本文来源于《中国激光》期刊2018年01期）
王晓丹,田立君,涂胜,王志海,李慧剑[6]（2018）在《高冲程薄片激光器抽运结构的设计》一文中研究指出为了实现薄片激光器高吸收转换效率的目的,采用多次抽运吸收的方式,结合光斑离轴非对称反射抛物面和光斑对称分布非球面的抽运结构,提出了一种可以提高非球面光束分布占空比的高冲程抽运的新方法。设计了多种不同抽运冲程的结构,使用ZEMAX模拟验证了24冲程抽运时的光路分布和光斑位置图,通过比尔吸收定律理论计算了不同抽运冲程下薄片晶体对抽运光的吸收效率。结果表明,所设计的24冲程、36冲程、40冲程和80冲程的抽运结构,其中36冲程的吸收效率的性价比最高。该研究对高功率、高冲程、小体积的抽运结构设计具有指导作用。(本文来源于《激光技术》期刊2018年02期）
王旭[7]（2016）在《LD泵浦的Yb:YAG薄片激光器特性研究》一文中研究指出二极管泵浦的薄片激光器与传统的固体激光器相比,具有结构紧凑、体积小、重量轻、光束质量高、输出功率稳定性好、成本低、寿命长等优点,在光通信、材料微加工、全息技术、非线性频率转换、军事上有着广泛的应用前景。Yb:YAG晶体具有吸收带宽、荧光寿命长、量子效率高等优点而成为了薄片激光器的首选激光晶体。Cr~(4+):YAG被动调Q技术可以实现高重复频率、窄脉冲宽度、高峰值功率的激光脉冲输出,而被广泛应用于被动调Q薄片激光器中。因此二极管泵浦的Cr~(4+):YAG被动调Q薄片激光器成为了当前激光器领域的一个研究热点。本文主要对二极管泵浦的Yb:YAG薄片激光器在连续和Cr~(4+):YAG被动调Q两种状态下的输出特性进行了研究。本文首先采用ANSYS有限元软件对直接水冷、TEC制冷、不同厚度的金刚石表面散热和不同厚度的Si C表面散热四种不同散热方式下Yb:YAG薄片晶体的温度分布进行了模拟计算。根据理论计算结果,实验研究了直接水冷、TEC制冷和Si C表面散热情况下,Yb:YAG薄片激光器的连续激光输出特性,在厚度为800μm的Si C冷却方式下,激光器获得了最高功率为2.8 W的连续激光输出。为了进一步优化连续激光器的输出性能,分别利用不同的准直聚焦系统和输出耦合镜透过率对Yb:YAG薄片激光器的输出特性进行了实验研究,结果表明准直透镜焦距为30 mm、聚焦透镜焦距为50 mm、输出耦合镜透过率为5%的情况下,Yb:YAG薄片激光器可以获得较高功率的连续光输出。从Cr~(4+):YAG被动调Q速率方程出发,分析得到了单脉冲能量、峰值功率和脉冲宽度的表达式。理论优化了Cr~(4+):YAG晶体的初始透过率和输出耦合镜的反射率,实验利用初始透过率为93%的Cr~(4+):YAG晶体和反射率为90%的输出耦合镜,最终实现了平均输出功率1.95 W、脉冲宽度74 ns、单脉冲能量1.2 m J、重复频率1.6 k Hz的稳定调Q脉冲输出,光束质量因子M_x~2=1.622,M_y~2=1.616。本文最后研究了一种新型的电光偏转调Q方式,采用Nd:YVO_4晶体作为增益介质,在5 k Hz重复频率运转时,获得了平均输出功率1.22 W,脉冲宽度1.0 ns,峰值功率244 k W的调Q脉冲输出;当重复频率为20 k Hz时,获得了平均输出功率为2.67 W,脉冲宽度为2.2 ns,峰值功率为60.7 k W的调Q脉冲输出。(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2016-05-01）
叶志斌[8]（2016）在《直接液体冷却薄片激光器的研究》一文中研究指出近年来,直接液体冷却薄片激光器因其结构紧凑,换热能力强等优势逐渐受到人们的重视。本论文主要按以下叁部分内容对其进行研究：基于折射率匹配液和Nd：YLF晶体的直接液体冷却薄片激光器千瓦量级输出的设计和实现；直接液体冷却薄片激光器的波前畸变研究；依据波前畸变特性及非稳腔理论分析计算,研究并实现数焦耳量级高光束质量激光输出。本文首先分析了直接液体冷却薄片激光器的设计要点。激光器中冷却液选用了与增益介质Nd:YLF折射率非常接近的匹配液。流道设计上,参考了低速风洞的设计,实现了流道内冷却液的层流,同时介质表面的对流换热系数达到1000 W/(m2·K)以上。为使每片增益介质的泵浦加载功率基本相同,介质选用了掺杂浓度从0.36at.%到0.76.at%的不同Nd:YLF晶体,并且晶体的装夹方式上采用了软装夹,经计算,相比于硬装夹,采用软装夹时增益模块所能承受的最大泵浦功率是采用硬装夹时的8倍。泵浦方式上,为简化结构采用端面泵浦,同时在端面泵浦耦合系统中加入金属波导实现泵浦光的均匀泵浦。流速和流道厚度的设计也至关重要,它们很大程度上决定了激光器所能承受的最大泵浦功率。采用10片a切割的Nd:YLF薄片,在流速5 m/s,流道厚度0.5 mm,泵浦功率5202 W时,实现线偏振激光1120 W输出,光光效率21.5%,斜率效率30.8%。据我们所知,这是首次采用折射率匹配液作为冷却液,Nd:YLF薄片作为增益介质,实现的最高功率输出的直接液体冷却薄片激光器。非稳腔的输出功率和光束质量受限于增益模块的波前畸变,因此采用层流模型对直接液体冷却薄片激光器的增益模块进行了热分析。发现冷却液的波前畸变占据模块波前畸变的主导地位,波前畸变可通过光程差函数进行表征,光程差函数可以精确的分解成勒让德多项式,除了低阶像差,模块的高阶像差也能通过勒让德多项式的特定项表达出来。分析可知,模块的高阶像差主要由两个原因造成,首先是冷却液的冷却不均匀,其次是由于增益介质边缘有一定的装夹区域,并未实现全口径泵浦。同时,分析了模块波前畸变的影响因素,研究发现采用均匀的泵浦,窄的流道,高速的流场能有效改善模块波前畸变。最后构建增益模块波前畸变实验测量系统,构造了不同的泵浦光均匀性,不同的流速,不同功率等,对其进行实验研究,实验结果和理论计算结果非常一致。在上述研究了波前畸变的基础上,建立了非稳腔的理论迭代模型,模型中同时考虑了模块的波前畸变以及增益效应,获得了非稳腔的自再现模。分别计算了放大率为1.3的传统非稳腔以及几何放大率为1.2,有效放大率为1.3的阶梯反射率非稳腔的自再现模。定义了非稳腔输出光的功率和光束质量,预测了采用阶梯非稳腔获得4.6 J,光束质量因子β沿x轴和y轴方向分别为7和4的输出。并指出采用阶梯反射率非稳腔能获得更高的输出功率和更低的出光阈值。实验中,选用了阶梯反射率输出镜作为非稳腔的腔镜,在泵浦光脉宽500μs,单脉冲能量20 J时,获得激光输出4J,脉宽450μs,重复频率为250 Hz,光光效率为20%,同时输出脉冲非常稳定。(本文来源于《浙江大学》期刊2016-04-28）
杨鹏[9]（2016）在《液冷薄片激光器及其热管理技术研究》一文中研究指出高平均功率、高光束质量的固体激光器是当前激光技术领域的研究热点之一。然而由于泵浦光源和冷却介质的共同作用,直接导致固体激光介质内部产生温度梯度分布,进而产生热透镜、应力双折射等热效应问题,严重制约了高平均功率、高光束质量固体激光器的发展。为了解决固体激光器的热效应问题,本文设计了一种液冷薄片激光器并重点对其热管理技术进行了研究,为减小输出光斑的偏移和提高激光输出的均匀性,两薄片激光介质呈对称的“八”字形布儒斯特角放置在被冷却液充满的谐振腔中,利用液体的流动性加快固体激光介质中无用热地导出,避免废热累积,从而实现高效的热管理。本文首先论述了高功率固体激光器的研究背景及意义,介绍了国内外的发展现状以及最新的研究报道;详细介绍了固体激光器、液体激光器在热管理中的优势和不足,并对新型液体激光器进行了重点介绍;简单介绍了固体激光介质Nd:YAG的四能级结构;详细阐述了计算流体动力学的求解步骤,并介绍了控制方程和叁种数值模拟计算方法,进行了叁维物理建模和网格划分,获得了高质量的网格输出;根据流体动力学原理建立了液冷薄片激光器增益区的热-流-固耦合模型,并对其进行了仿真分析,研究了增益区温度场及速度场的分布情况,根据增益区的温度场分布,计算了液冷条件下增益区的光程差分布。增益区总光程差的峰谷值为1.09λ,分布较为均匀,热致波前畸变对光束质量影响较小。实验过程中,测定了冷却液的色散曲线及温度折射率系数;设计了布儒斯特角放置的液冷薄片激光器构型,采用LDA侧面泵浦并获得了1064nm波长的激光输出;对该构型激光器的耦合效率、斜率效率以及输出激光的光谱特性进行了测试。当泵浦能量为2.93J时,获得了615mJ的激光输出,斜率效率23%,光光转换效率21%。在10Hz重复泵浦频率下,不稳定度为1.27%,说明该构型激光器有良好的热管理性能。本文对液冷薄片激光器的激光输出能力和热管理能力进行了研究,为发展高功率、高光束质量固体激光器提供了思路。(本文来源于《长安大学》期刊2016-04-28）
蔡海动[10]（2016）在《非稳腔薄片激光器腔内像差分析及校正技术研究》一文中研究指出激光增益介质在热加载时产生的波前面型畸变,会降低激光器的输出功率和输出光束质量,是制约固体激光器发展的原因之一。采用自适应像差校正技术,则是解决固体激光器热畸变问题,实现高功率、高光束质量激光输出的有效手段。本文以高功率多片串接非稳腔薄片激光器为研究对象,对大口径Nd:YAG薄片增益介质中存在的波前畸变对非稳腔输出光束的影响,以及腔内像差校正问题进行了研究,并完成了激光器腔内像差闭环校正实验。本文开展了非稳腔像差特性及其对激光输出特性的影响研究,实验测量了薄片增益介质热致波前畸变。实验发现薄片增益介质均含有较大的倾斜像差和离焦量。利用快速傅里叶变换方法(FFT)建立了数值模型,理论分析了薄片增益介质的波前畸变,对非稳腔激光器输出激光的影响。模拟计算结果表明,薄片增益介质波前畸变中的倾斜像差与离焦像差都将使非稳腔输出功率严重降低,甚至导致无法出光,离焦和高阶像差还会使输出光束质量严重恶化。针对薄片激光器这样的腔内像差特性,本文提出了适合于高功率多片串接非稳腔薄片激光器的像差校正策略：首先对倾斜像差和离焦像差进行闭环校正,再对高阶像差进行腔内闭环校正。倾斜像差在非稳腔中,不仅会带来光轴的倾斜还会引起光瞳的偏移,光瞳偏移的振荡光束会被带有曲率的腔镜反射因而引入新的倾斜。常见的主动倾斜校正方法是基于单程测量波面倾斜信息,这种方法需使用双折镜关联校正,其控制算法复杂,难于实现。本文提出了基于往返探测光校正腔内倾斜的方法,最少只需加入一个折镜,便可同时校正光轴倾斜与光瞳偏移,设计灵活,调试方便,通用性及普适性很强。本文开展了七片串接非稳腔薄片激光器倾斜像差校正实验研究,在开环状态下,激光输出功率在80s时间内输出功率下降31.58%,并且仍未保持稳定；使用该校正方法对激光器进行闭环像差校正,激光器可维持原功率稳定工作,实验验证了校正方法的有效性。正支共焦非稳腔中,振荡光束在腔内以不同口径通过腔内的像差元件时,会改变振荡激光波面且偏折其传输方向,常用于腔外像差校正的共轭反向校正方法不能完善描述这种像差演化效应,无法确表述振荡激光累计的像差。本文提出了一种以导入腔内的准直光束作为参考,基于松弛迭代逐次逼近校正腔内像差的方法,解决了非稳腔内非共轭分布像差复杂演化难于主动校正的问题。所用往返探测装置结构简单,插入损耗小,且无偏振选择性。本文开展了七片串接非稳腔薄片激光器高阶像差校正实验研究,使用变形镜对腔内高阶像差进行闭环校正。校正后,激光器可保持稳定工作,激光输出功率提升了24%,输出光束质量由β=25.24降低至β=6.58。实验结果验证了这种校正方式可明显提升具有腔内像差的非稳腔输出激光光束质量。(本文来源于《中国工程物理研究院》期刊2016-04-01）
薄片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：
薄片激光器的热效应对输出激光的光束质量以及激光器的效率有着重大的影响,寻求有效的方法来实现激光器热效应的补偿一直是高功率激光器研究领域的重要课题。本文基于ANSYS有限元的分析方法,对端面抽运Yb:YAG薄片激光器晶体内部的温度分布、热应力分布以及晶体端面的最大形变量进行了分析。通过在薄片晶体端面施加压力产生的机械形变与晶体内部的热应变相抵消的方式,在完成薄片晶体安装的同时又实现了对激光器热效应的补偿,分析并比较了两种不同的安装方式对薄片激光器热效应补偿效果的影响。结果表明,在保持安装所产生的总压力不变的情况下,采用3个固定点的安装方式对薄片晶体的热透镜效应改善较为明显。此外,随着薄片晶体厚度的增加,通过施加外部载荷的方式来缓解激光器热效应的效果就会越差。
（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。
薄片激光器论文参考文献
[1].王菲.高稳定度光泵浦腔内倍频488nm半导体薄片激光器[J].红外与激光工程.2019
[2].曹健东,程小劲,范米,项博良.端面泵浦薄片激光器热效应补偿方法的研究[J].光电子·激光.2019
[3].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
[4].季林涛.SESAM被动调Q薄片激光器研究[D].北京工业大学.2018
[5].叶志斌,涂波,王柯,尚建力,于益.直接液体冷却薄片激光器设计[J].中国激光.2018
[6].王晓丹,田立君,涂胜,王志海,李慧剑.高冲程薄片激光器抽运结构的设计[J].激光技术.2018
[7].王旭.LD泵浦的Yb:YAG薄片激光器特性研究[D].中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所).2016
[8].叶志斌.直接液体冷却薄片激光器的研究[D].浙江大学.2016
[9].杨鹏.液冷薄片激光器及其热管理技术研究[D].长安大学.2016
[10].蔡海动.非稳腔薄片激光器腔内像差分析及校正技术研究[D].中国工程物理研究院.2016
标签：激光器; 光泵浦半导体薄片激光器; 488nm激光器; 腔内倍频;