高功率激光二極管陣列側面抽運Nd-YLF激光放大器的研究.pdf

1、四川大學碩士學位論文高功率激光二極管陣列側面抽運Nd:YLF激光放大器研究專業(yè):光學研究生:張申金指導老師:馮國英摘要一采用激光二極管陣列(LD助代替氛光燈作為抽運源的激光二極管抽運固體激光器(DPSSL)以其轉換效率高、穩(wěn)定性好、體積小、光束質量高、重復頻率高、壽命長和全固態(tài)等優(yōu)點，已成為新型激光器的發(fā)展熱點，而且它還可以克服以氮光燈作為抽運源時帶來的熱效應等副作用。Nd:YLF晶體有較長的熒光壽命及自然雙折射特性，用功率受限型抽運源

2、LD進行抽運，可充分發(fā)揮激光二極管的.潛力。本文從理論及實驗上分析研究了高功率LDA側面抽運Nd:YLF激光放大器的放大特性，所做得主要內容包括:1、從交疊積分及輸運方程出發(fā)，對激光放大器的放大特性進行了理論分析，對激光放大器的增益特性、能量轉換效率特性及能量輸出特性進行了相關的理論研究及計算模擬。2設計、制造并成功運行了高功率LDA側面抽運棒狀Nd:YLF的激光放大器及一套兩級雙程離軸放大系統(tǒng).實驗中對LDA及Nd:YLF棒進行了有效

3、的溫度控制，同時采取了精確的延時措施，提高了激光放大器的轉換效率和穩(wěn)定性。實驗得到了激光放大器及放大系統(tǒng)的增益特性、輸出能量特性及能量提取效率特性與放大器LDA的抽運電流、放大脈沖與放大器LDA抽運電流之間的延時及注入能量之間的關系。實驗結果表明:采用側面直接抽運藕合系統(tǒng)的激光放大器有均勻的抽運光分布場和增益分布場。注入能量為20vJ時，兩個激光放大器的雙程離軸小信號增益為5.35和5.25:在5mmx5二軟光闌處注入能量為27第1頁共

4、4頁四川大學碩士學位論文ResearchofNd:YLFlaseramplifiersidepumpedbyhighpowerlaserdiodearrayMajor:OpticsPostgraduate:ZhangShenjinSuperviserTengGuoyingABSTRACTBecauseoftheadvantagesofhighenergyconversionefficiencyhighstabilitysmallsize

5、highqualityhighrepeatedfrequencylongfluorescencelifeallsolidstateetalthediodepumpedsolidstatelaser(DPSSL)hasbeenthedevelopmenthotspotofnewkindoflaser.Byusinglaserdiodearray(LDA)teplaceXelamptopumpmediumDPSSLcanalsooverco

6、metheseriousthermalefectsandothersideefectofXelamp.Nd:YLFcrystalhaslongerfluorescencelifeandnaturalbirefeingentandcanexertthepotentialofpowerrestrictedLD.HerethebasicamplifimgcharactersofNd:YLFlaseramplifiersidepumpedbyh

7、ighpowerlaserdiodearrayareanalyzedandresearchedbasedontheoryandexperiment.Themaincontentisthefollowing:1ByusingOverlapIntegralandcoveyequationstheamplifingcharactersoflaseramplifierareanalyzed.Thecharactersofgainenergyco

8、nversioneficiencyandoutputenergyarestudiedbasedontheoryandsimulationindetail2ANd:YLFlaseramplifierandasuitoftwostagedoublepassofaxisamplifyingsystemaredesignedmadeandoperatedsuccessfully.Thelaseramplifierissidepumpedbyhi

9、ghpowerlaserdiodearray.ThetemperaturesoflaserdiodearrayandNd:YLFrodarecontrolledefectivelyandtheaccuratedelayisadopted.Suchmeasuresincreasetheenergyconversionefficiencyandstabilityofamplifier.Therelationsofgainenergyconv