LD侧面泵浦电光调Q绿光及紫外脉冲激光器的研究

摘要

激光二极管泵浦的固体激光器具有转换效率高、光束质量好、寿命长、体积小、工作稳定等优点，成为国际激光领域的研究热点。高功率LD泵浦绿光激光器因其在材料加工、同位素分离等领域的潜在应用更是各发达国家致力研究的重点。而紫外激光具有波长短、聚焦性能好、光子能量高等特点，在工业、医疗和科学研究等领域有着广泛应用。本文围绕全固态高峰值功率窄脉宽绿光、紫外光脉冲激光器进行研究。 在理论方面，介绍了激光调Q原理，从调Q激光振荡的速率方程，得到了调Q脉冲的峰值功率、能量、脉宽等参数；阐述了谐振腔设计的基本理论；对倍频理论与和频理论进行了说明；对常用的两种激光晶体(Nd：YAG和。Nd：YV04)及常用的非线性光学晶体的特性进行了介绍，通过比较，确定Nd：YAG更适合做本实验的工作物质；根据非线性晶体的选取原则，选择KTP和L,BO作倍、和频晶体。 在实验方面，设计了一台LD侧面泵浦高峰值功率绿光脉冲激光器和一台LD泵浦355nm全固态窄脉宽紫外脉冲激光器。在泵浦电流120A，电光调Q重复频率22Hz时，获得了平均功率520mW，脉宽20ns的532nm脉冲绿光激光输出；在泵浦电流120A，重复频率1Hz时，532nm的单脉冲能量为45.444mJ，峰值功率为2.272MW。在泵浦电流120A，电光调Q重复频率22I-iz时，得到平均功率102.4mW，脉宽12ns的355nm紫外脉冲激光输出；在泵浦电流120A，重复频率1Hz时，355nm的单脉冲能量为7.341mJ，峰值功率为0.612MW，该激光器具有较好的模式。

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第一章绪论

1.1全固态绿光激光器的应用

1.2紫外激光器研究的市场背景与产生方法

1.2.1紫外激光器研究的市场背景

1.2.2紫外激光的获得方法

1.3国内外355nm紫外激光器研究概况

1.3.1国外研究成果简介

1.3.2我国355nm紫外激光器研究现状

1.4本论文的主要工作

第二章LD侧泵全固态脉冲激光器的基本理论

2.1激光调Q技术

2.1.1调Q原理

2.1.2调Q激光器的速率方程

2.1.3电光调Q技术

2.2光学谐振腔理论

2.2.1谐振腔的结构

2.2.2激光谐振腔的稳定性

2.2.3固体激光器谐振腔的灵敏度

2.3常用的激光增益介质

2.3.1 Nd：YAG晶体的性能

2.3.2 Nd：YVO4晶体的性能

2.3.3 Nd：YAG晶体与Nd：YVO4晶体的激光特性比较

第三章LD侧泵电光调Q 532nm绿光脉冲激光器

3.1倍频技术

3.1.1倍频的波耦合方程及其解

3.1.2相位匹配的意义与方法

3.1.3倍频方式

3.1.4倍频晶体

3.2 LD侧面泵浦电光调Q绿光激光器的实验研究

3.2.1 1064nm基频光脉冲激光器的实验研究

3.2.2 532nm绿光脉冲激光器的实验研究

第四章LD侧泵电光调Q 355nm紫外脉冲激光器

4.1和频技术

4.1.1三波互作用的稳态耦合波方程

4.1.2光混频的稳态小信号解

4.1.3三次谐波的产生过程

4.1.4和频晶体的选取

4.2 LD侧面泵浦电光调Q 355nm紫外光激光器实验研究

4.2.1实验装置

4.2.2实验结果与分析

总结与建议

参考文献

硕士期间发表的文章及获奖情况

致谢