LD泵浦ErYb共摻全固態(tài)激光器設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、激光二極管(LD)泵浦的固體激光器具有效率高、光束質(zhì)量好、結(jié)構(gòu)緊湊、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在軍事、醫(yī)學(xué)、信息、科研等領(lǐng)域具有廣泛的用途。其中，以摻鉺玻璃為介質(zhì)的激光器能發(fā)射1.54μm附近的激光，共摻Y(jié)b3+可以大大提高激光效率。這種激光器被廣泛地應(yīng)用于光通訊、光傳感、人眼安全激光測(cè)距等方面。本文對(duì)LD端泵浦Er3+/Yb3+共摻磷酸鹽玻璃固體激光器進(jìn)行了理論分析和實(shí)驗(yàn)研究，獲得最大30mW1.54μm激光的輸出，光-光轉(zhuǎn)換效率1.6％。具體研

2、究?jī)?nèi)容如下：
　　1.根據(jù)速率方程理論建立1.54μm激光運(yùn)轉(zhuǎn)的速率方程模型，并推導(dǎo)出穩(wěn)態(tài)工作時(shí)泵浦的閾值功率、輸出功率、斜率效率。對(duì)Er3+/Yb3+激光三能級(jí)系統(tǒng)速率方程進(jìn)行分析，得出腔長(zhǎng)、輸出鏡的透過率、泵浦光斑半徑、腔內(nèi)往返損耗對(duì)輸入輸出功率關(guān)系及閾值的影響。得出激光運(yùn)轉(zhuǎn)的優(yōu)化條件。
　　2.指明了設(shè)計(jì)耦合透鏡組的方式，得到了光腰位置、光腰半徑隨物距s1的變化關(guān)系；光腰位置、晶體內(nèi)部平均泵浦光斑半徑與耦合透鏡焦距的變

3、化關(guān)系。
　　3.采用ABCD傳輸矩陣對(duì)有源平平腔，平凹腔進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，分析了諧振腔內(nèi)激光光斑及腔體的穩(wěn)定性。得出諧振腔內(nèi)振蕩光斑半徑、穩(wěn)定參數(shù)與輸入功率、熱透鏡焦距的關(guān)系，穩(wěn)定性參數(shù)與腔長(zhǎng)的變化關(guān)系；確定諧振腔長(zhǎng)度在20mm～60mm內(nèi)最穩(wěn)定，泵浦功率小于10W時(shí)，平凹腔的穩(wěn)定性優(yōu)與平平腔，平凹腔內(nèi)光斑半徑ω的取值較小且變化較緩慢。
　　4.在理論分析的基礎(chǔ)上，以光纖耦合輸出半導(dǎo)體激光器作為泵浦源，Er3+/Yb3+共摻磷