用于光生毫米波的微片激光器研究.pdf

1、激光二極管端面抽運(yùn)的雙頻微片激光器在工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究、信息傳輸和國(guó)防建設(shè)等領(lǐng)域應(yīng)用普遍，尤其是隨著無(wú)線電頻譜資源的日趨緊張，頻率更高波段的毫米波頻段頻譜資源被提上了日程，雙頻微片激光器作為產(chǎn)生毫米波信號(hào)的相對(duì)簡(jiǎn)單和有效的方法，因此近年來(lái)各國(guó)科學(xué)家對(duì)雙頻微片激光器的相關(guān)內(nèi)容表現(xiàn)了持續(xù)的研究興趣。
　　本文主要研究雙頻微片激光器的特性，包括對(duì)LD抽運(yùn)的雙頻微片激光器的光譜和頻差特性研究和對(duì)小信號(hào)增益情況下雙頻激光放大器的理論模型的研

2、究，具體包括以下幾方面內(nèi)容：
　　(1)首先介紹了產(chǎn)生光生毫米波的技術(shù)及其工作原理，然后闡述了雙頻微片激光器的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，最后分析了雙頻微片激光器的發(fā)展趨勢(shì)和雙頻微片激光放大的科學(xué)意義。
　　(2)闡述了雙頻微片激光器的基本原理、雙頻微片激光器常用激光晶體的特性、對(duì)微片晶體的選擇，并對(duì)Nd:YVO4晶體的激光特性進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。同時(shí)，從激光四能級(jí)速率方程出發(fā)，在近閾值抽運(yùn)和強(qiáng)光抽運(yùn)情況下，推導(dǎo)出雙頻微片激光器的閾值功率

3、、輸出功率和斜效率等輸出特性。
　　(3)理論分析雙頻微片激光器諧振腔內(nèi)的模式，分析單縱模雙縱模形成條件，并從實(shí)驗(yàn)出發(fā)研究了激光二極管(LD)抽運(yùn)的、頻差可調(diào)的雙頻Nd:YVO4微片激光器的光譜特性。對(duì)于熒光譜寬固定的激光增益介質(zhì)，輸出激光的光譜特性主要與抽運(yùn)功率、抽運(yùn)位置、諧振腔腔長(zhǎng)等參數(shù)相關(guān)；通過(guò)控制相關(guān)參數(shù)，可以調(diào)整輸出激光不同波長(zhǎng)頻譜峰之間的相對(duì)頻差。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)LD抽運(yùn)電流為14.5A時(shí)，抽運(yùn)光與諧振腔模達(dá)到良好

4、的匹配，輸出穩(wěn)定的雙縱模雙頻激光，相應(yīng)的頻差可以達(dá)到超過(guò)90GHz；改變抽運(yùn)參數(shù)，相應(yīng)頻差在92.22 Hz～94.24GHz之間變化；增加諧振腔的腔長(zhǎng)時(shí)，輸出的激光縱模間隔減少并可輸出三縱模，其中兩頻峰之間的最小頻差可達(dá)到26.5GHz。
　　(4)建立小信號(hào)增益雙頻放大器理論模型。在小信號(hào)增益情況下，從四能級(jí)速率方程出發(fā)，對(duì)經(jīng)過(guò)行波放大器之后的輸出譜線和增益譜寬進(jìn)行研究和分析，建立理論模型，并利用MATLAB軟件模擬仿真各個(gè)參