腔內(nèi)泵浦的484nm納秒和頻激光器運轉(zhuǎn)特性研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們?yōu)榱藵M足需求,對于激光應(yīng)用進行了較多的研究。高輸出功率、高效率的非線性頻率變換技術(shù),已經(jīng)變成了光學(xué)學(xué)科的重要研究領(lǐng)域之一。對于倍頻技術(shù),已經(jīng)有了較多的研究和報道;而對于和頻技術(shù),需要進一步的研究和實驗。非線性和頻技術(shù)將會拓寬激光器輸出波長的范圍,促進相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。
　　本文主要解決的問題包括兩個方面:利用了Yb:YAG晶體的914nm吸收峰,采用腔內(nèi)泵浦方式獲得1030nm激光有效運轉(zhuǎn),并通過和頻方式得到

2、484nm藍光輸出;對雙準三能級的和頻進行分析,采用納秒量級短脈沖泵浦方式,實現(xiàn)Yb:YAG晶體1030nm激光脈沖式運轉(zhuǎn)。
　　本文采用理論分析、數(shù)值模擬與實驗探究相結(jié)合的方式研究了腔內(nèi)泵浦Yb:YAG的484nm和頻激光器以及準三能級調(diào)Q運轉(zhuǎn)。首先,在理論上,以Nd:YVO4為研究對象,分析和模擬了914nm準三能級速率方程、非線性和頻理論以及腔內(nèi)泵浦的特性,得到了808nm抽運光和914nm振蕩光的腔內(nèi)光子數(shù)密度在相等的時候

3、有最高的和頻效率的結(jié)論。這對獲得484nm和頻藍光有著至關(guān)重要的意義。在以聲光調(diào)Q和Cr:YAG被動調(diào)Q的理論分析之上,結(jié)合準三能級的特點,考慮了下能級的再吸收效應(yīng),得到了準三能級調(diào)Q運轉(zhuǎn)的激光脈沖腔內(nèi)光子數(shù)閾值條件、峰值功率、單脈沖能量和脈沖寬度的表達式。相比較四能級的調(diào)Q運轉(zhuǎn)有所區(qū)別。調(diào)Q閾值條件要比四能級系統(tǒng)高。
　　再次,對Nd:YVO4激光晶體進行分析和優(yōu)化,得到了Nd3+粒子濃度為0.1at.％,光軸方向長度為5mm;

4、對Yb:YAG激光晶體進行分析,得到了Yb3+粒子濃度為0.5at.%,光軸方向長度為0.8mm。利用高斯光束的ABCD傳輸理論和Matlab軟件,建立和模擬了Z型腔的腔內(nèi)泵浦Yb:YAG的全固態(tài)和頻激光器運轉(zhuǎn)模型,對模型進行優(yōu)化設(shè)計,得到了在現(xiàn)有的實驗條件下較佳的腔參數(shù)。對準三能級的914nm調(diào)Q運轉(zhuǎn)進行了模擬,得到了理論上的脈沖形狀、峰值功率、單脈沖能量和脈沖寬度。
　　最后,在實驗上得到了Z型腔激光二極管端面抽運和頻光484