雙頻激光放大特性及其熱效應研究.pdf

1、近年來，隨著手機和移動互聯(lián)網(wǎng)的日益普及流行，無線通信技術已成為通信領域研究的熱點。在無線電頻譜資源的使用方面，當前使用最廣泛的分米波、厘米波頻段資源即將被占用耗盡，人們將研究的焦點轉(zhuǎn)移到頻率更高，頻段范圍更大的毫米波上。雙頻微片激光器輸出相位相關的雙頻激光用于拍頻獲得毫米波是一個相對簡單且有效的方法。因此，各國研究人員對于雙頻微片激光器如何輸出大功率、大頻差的激光研究頗多。
　　為了獲得理想的大功率雙頻激光源，本論文從理論和實驗兩

2、方面研究如何獲得大功率雙頻激光，并對影響激光輸出的熱效應進行研究，具體包括以下幾方面的內(nèi)容：
　?。?）對毫米波的發(fā)展前景和幾種常見的光生毫米波技術進行概述，并說明雙頻微片激光器用于獲得毫米波源的優(yōu)越性。然后對國內(nèi)外關于雙頻微片激光器的研究現(xiàn)況和進展進行闡述。
　?。?）敘述激光產(chǎn)生的原理和激光器的結(jié)構組成，并詳細介紹激光增益介質(zhì)。隨后對雙頻微片激光器的構成進行闡述。此外通過分析速率方程，推導出可以描述激光輸出特性的表達式。

3、
　?。?）闡述兩種激光模式：縱模和橫模。介紹實現(xiàn)輸出大功率雙頻激光的原理和方法。研究由雙頻Nd:YVO4晶體微片激光器和Nd:YVO4固體激光放大器組成的MOPA系統(tǒng)，輸出的種子激光的輸出功率和頻譜、放大激光輸出功率和放大倍數(shù)。將LD抽運功率保持在2.23 W，種子激光輸出功率達到最大的247.8 mW，斜效率為24.34％。放大激光功率為2.38 W，放大倍數(shù)為9.65。通過分析頻譜和功率放大倍數(shù)可知，頻譜不匹配和增益飽和效應

4、是導致輸出功率不理想的兩個原因。
　?。?）對熱效應理論中的熱致腔長變化以及熱致折射率變化兩方面進行深入研究。利用熱效應和頻譜匹配的相關性，研究在對激光晶體施加溫控的情況下，放大激光的輸出功率和頻譜特性。當激光晶體溫度保持在53.3℃，將LD抽運功率保持在2.23 W，雙頻放大激光的功率為2.40 W，頻差為45.03 GHz。放大激光的光束質(zhì)量相比于種子有所改善提高。通過Ansys仿真可知，在同等條件下，當激光晶體的截面邊長越短