激光二極管泵浦Tm-YLF激光器的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、2 m激光光源以其獨(dú)特的性質(zhì)，受到許多激光器件研究者的關(guān)注，在激光測距、激光遙感、激光成像、光電對抗、醫(yī)學(xué)診斷和治療、科學(xué)儀器、材料處理、光學(xué)信號處理、數(shù)據(jù)處理、差分吸收激光雷達(dá)的環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域已顯示出越來越廣泛的應(yīng)用前景。本文從理論和實(shí)驗(yàn)兩個方面研究從Tm：YLF激光晶體獲得1.91 m激光振蕩的方法。在理論方面，首先介紹了Tm：YLF激光器的動力學(xué)過程。給出了準(zhǔn)三能級系統(tǒng)的速率方程模型，并對其進(jìn)行了簡化。在分析機(jī)理的過程中，特別討論

2、了上轉(zhuǎn)換效應(yīng)和基態(tài)損耗對晶體激光特性的影響。對于連續(xù)激光器，在不考慮上轉(zhuǎn)換效應(yīng)時，激光器的輸出特性可以有解析表達(dá)式；但在考慮上轉(zhuǎn)換效應(yīng)后，激光器的輸出特性沒有解析表達(dá)式，只能用數(shù)值方法求解。連續(xù)激光器的輸出與多種因素有關(guān)，如溫度、晶體摻雜濃度、晶體長度、輸出耦合鏡透射率、腔內(nèi)損耗等。本文分別對這些因素的影響進(jìn)行分析計(jì)算，以使激光器的參數(shù)設(shè)置達(dá)到優(yōu)化。在實(shí)驗(yàn)方面，論文首先從工作物質(zhì)、泵浦源和激光諧振腔三大方面設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。分析比較了各種摻

3、雜基質(zhì)的特性，考慮了包括晶體的摻雜濃度、晶體尺寸等因素對激光器性能的影響。考慮到大功率二極管激光器端面泵浦條件下，激光晶體的熱透鏡效應(yīng)不應(yīng)被忽略。論文在對熱透鏡效應(yīng)分析的基礎(chǔ)上，對連續(xù)固體激光器的諧振腔進(jìn)行了設(shè)計(jì)，給出了典型腔結(jié)構(gòu)。本文用激光二極管(LD)泵浦Tm：YLF激光晶體，獲得了20W的1.91μm連續(xù)波輸出。并且用Tm：YLF激光器泵浦Ho：YAG晶體，獲得了2.09μm激光輸出。論文最后對論文理論和實(shí)驗(yàn)方面所作的工作進(jìn)行總結(jié)