受抑全内反射调Q Nd：YAG激光器的研究

摘要

随着激光武器在现代战场上的逐步应用，激光干扰技术也得到了迅猛发展。激光干扰所用的高峰值功率、高脉冲能量、高重频激光源国内一般采用调Q再加多级放大技术来实现，因此激光器体积庞大，不能满足车载、机载等机动性需求。
　　 本论文针对激光光电对抗对高峰值功率、高脉冲能量、高重频激光器的需求，在单个抽运模块的基础上采用优化设计的受抑全内反射激光Q开关来调制脉冲Nd：YAG激光器。以实现脉冲能量达焦耳量级、峰值功率达兆瓦量级、高重复频率的脉冲激光输出。主要研究内容如下：
　　 1.分析了在激光干扰中不同类型脉冲激光对CCD的损伤原理，以及单腔高峰值功率、高脉冲能量、高重频激光对CCD损伤的重要现实意义。
　　 2.分析了激光脉冲调制的原理，阐述了电光调Q、声光调Q、转镜调Q等常用激光调制技术的优劣，最好采用受抑全内反射调Q技术来调制单腔高能脉冲Nd：YAG激光器。
　　 3.分析了全内反射现象以及全内反射现象的能流分配，阐述了发生全内反射现象时倏逝波的形成过程，而且对受抑全内反射原理进行了公式推导、模拟计算。
　　 4.分析了目前受抑全内反射激光Q开关存在的不足，对受抑全内反射激光Q开关中的抑制棱镜进行了优化设计，解决了棱镜之间的光胶问题，而且还提高了开关的关断速度。以及根据受抑全内反射激光Q开关的影响因素，对脉冲Nd：YAG激光器受抑全内反射调Q实验进行了研究分析，初步实现激光脉冲调制。当激光腔长为680mm、输出镜透过率为70％、闪光灯泵浦频率为1Hz、泵浦时间为0.8ms、激光电源电压为710V时，得到调Q脉冲能量为0.45J，脉冲宽度为100ns，峰值功率4.5MW的激光脉冲输出。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 高峰值功率激光在激光干扰中的应用

1.3 高峰值功率高脉冲能量激光器现状与分析

1.4 本论文的课题来源及研究内容

第2章 激光脉冲调制方式分析

2.1 调Q的基本原理

2.1.1 调Q的速率方程

2.1.2 速率方程的求解

2.2 常用调Q技术

2.2.1 电光调Q技术

2.2.2 声光调Q技术

2.2.3 转镜调Q技术

2.2.4 可饱和吸收体调Q技术

2.2.5 受抑全内反射调Q技术

2.3 本章小节

第3章 受抑全内反射理论分析

3.1 全内反射现象

3.1.1 全内反射现象的原理

3.1.2 全内反射现象的能流分配

3.1.3 全内反射现象产生的倏逝波

3.2 受抑全内反射现象

3.2.1 受抑全内反射现象的原理

3.2.2 受抑全内反射现象的公式推导

3.3 受抑全内反射现象的应用

3.3.1 薄膜波导的光耦合

3.3.2 受抑全内反射调Q

3.4 本章小结

第4章 FTIR调Q系统

4.1 FTIR激光Q开关

4.1.1 光学系统

4.1.2 换能系统

4.1.3 控制系统

4.2 FTIR调Q实验装置

4.2.1 自由运转Nd：YAG激光器

4.2.2 FTIR调Q Nd：YAG激光器

4.3 本章小结

第5章 FTIR调Q实验研究

5.1 调Q影响因素分析

5.1.1 棱镜面型的影响

5.1.2 激光电源的影响

5.2 调Q结果分析与工作展望

5.3 本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的文章及获得的研究成果

致 谢