具有浓度梯度的键合Nd:YVO 4 /Nd:YVO 4 /Nd:YVO 4 晶体热效应及（超）短脉冲激光特性研究

发布时间：2022-01-13 18:37

　　激光二极管泵浦的激光器,具有全固化、泵浦效率高、稳定性好的优点,被广泛地应用于通信、工业切割、军事及外科手术等领域,引起了人们对它的极大关注。热透镜效应以及热致双折射效应会对腔内激光的稳定性产生影响,并会在系统中产生损耗。为了减小由于这种激光增益介质内部的热沉积而产生的热损耗,本论文用具有浓度梯度的键合Nd:YVO4/Nd:YVO4/Nd:YVO4晶体作为激光增益介质,对其热效应及脉冲激光特性进行了研究。首先利用有限差分法将热传导方程的微分形式转化成差分形式,然后借助MATLAB计算机软件,模拟出了键合和普通Nd:YVO4晶体内部以及泵浦端面上的温度分布情况。分别利用电光、声光、GaAs以及Cr4+:YAG实现了单损耗调Q脉冲激光输出；利用电光/GaAs（Bi-GaAs）得到了双损耗亚纳秒量级的调Q锁模基频（倍频）激光的输出,并从理论上分析了双损耗亚纳秒调Q锁模的基频激光特性；利用半导体可饱和吸收镜（SESAM）研究了具有浓度梯度的键合及普通Nd:YVO4晶体的锁模激光特性,并从理论上分析了锁模脉宽与腔内的能量密度之间的关系；最后实验研究了键合Nd:YVO4的声光调Q泵浦的腔内参量振荡... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：138 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１四种不同的激光器运转状态??

大的脉冲振荡，锁模脉冲得Ｗ实现。根据激光晶体的增益饱和特性Ｗ及可饱??和吸收体的恢复时间，可将被动锁模分为：（ａ）慢饱和吸收体锁模、（ｂ）快饱和??吸收体锁模Ｗ及（Ｃ）光孤子锁模，如图１．２所示［３６－３８］。??ＬｏｓＴＡ?Ｉ；?Ｌｏｓｓ?ＬｏｓＰ?Ｉ??Ｉ?Ｉ?／??Ｉ?ｊ?Ｇａｉｎ?Ｇａｉｎ?／??Ｐｕｌｓｅ?ｊ＼ｊ＾＾?Ｐｕｌｓｅ?／１?＼?Ｐｕｌｓｅ??Ｔｉｍｅｔ—－?Ｔｉｍｅ?ｔ?—￣Ｔｉｍｅｔ?—？??ａ?ｂ?ｃ??Ｆｉｇ．?１．２?Ｐａｓｓｉｖｅ?ｍｏｄｅ－ｌｏｃｋｉｎｇ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ?ｅｘｐｌａｉｎｅｄ?ｂｙ?ｔｈｒｅｅ?ｆｕｎｄａｍｅｎｔ；ａｌ?ｍｏｄｅｌｓ??圓１．２可饱和吸收体的兰种锁模机制??１．３固体激光器的増益介质??用于固体激光器中的激光增益介质由两部分组成：一是激活离子，二是基质??材料。常用的激活离子包括；价的稀±元素（Ｎｄ３＋、比产、Ｔｍ３＋、Ｅｒ３＋、Ｐｒ３＋、Ｃｅ３＋、??８??

产生了径向方向上的温度梯度。产生热透镜效应的原因总结如下；１）折射率梯??度产生的透镜效应；２）粟浦端面的端面效应；３）热致双折射效应。??图２．２描述了?ＬＤ端面索浦的激光增益介质的热透镜效应的简化的示意图。??在这种端面的粟浦结构中，乗浦光通过增益介质的一个端面进行泉浦，在此过程??中系浦光很难向增益介质的内部深入，因此在泉浦的端面附近多数的能量已经被??增益介质吸收了。因此，我们说增益介质在系浦端面上的热透镜效应最严重。??２０??


本文编号：3586945