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文檔簡介

1、LD 泵浦 Nd：YAG/Cr： YAG被動調 Q單縱模激光器Q開關具有模式選擇性這一觀點在上世紀60 年代就被提出 , 并有一些相關的理論分析和實驗研究。 被動調 Q激光器結構簡單 , 應用廣泛 , 被動 Q開關的模式選擇效應引起了很多研究人員的興趣。本論文以理論分析和實驗驗證相結合的方式,研究了被動調 Q 激光器中可飽和吸收體初始透過率、輸出鏡反射率、 激光器腔長等激光器參數(shù)對形成單縱模振蕩的影響, 闡明了實現(xiàn)單縱模振蕩的具體激光器參數(shù) , 并搭建了 Cr:YAG 被動調 QNd:YAG激光器進行了實驗驗證 , 研究結果具有重要的理論意義和應用價值。理論上 , 首先以簡化的 “三角形模型”

2、 等效代替 Nd:YAG增益介質的洛倫茲線型估算出腔內相鄰縱模受激發(fā)射截面比 , 在考慮了相鄰縱模間增益差異的情況下給出了相鄰縱模強度比與縱模脈沖建立前熒光在腔內往返次數(shù)的關系曲線; 接著 ,基于激光速率方程組數(shù)值求解了相鄰縱模脈沖的建立過程; 最后 , 定性、定量分析了 Cr:YAG 初始透過率、輸出鏡反射率、光學腔長等參數(shù)對形成單縱模的影響。結果表明 :(1) 存在 Cr:YAG初始透過率、輸出鏡反射率、激光器腔長等參數(shù)的優(yōu)化組合 , 可以在非微腔條件下實現(xiàn)單縱模激光輸出 ;(2) 使用低反射率的輸出鏡更有利于實現(xiàn)單縱模 ;(3) 對于確定的輸出鏡反射率和激光器腔長 , 可飽和吸收體的初始

3、透過率存在一個最優(yōu)值使得單縱模輸出特性最優(yōu) , 且該最優(yōu)值隨著輸出鏡反射率的減小而增大 ;(4) 短腔更有利于實現(xiàn)單縱模。 根據(jù)理論仿真結果 , 以 Nd:YAG為增益介質 ,Cr:YAG 為被動調 Q開關 , 搭建了光學腔長為65mm的平凹腔激光器系統(tǒng)。在 Cr:YAG初始透過率為 0.7 、輸出鏡反射率為 0.6 的情況下 , 激光器的閾值泵浦電流為 16A; 在泵浦電流為 17.5A 時, 獲得了單縱模脈沖激光輸出 , 輸出功率為 490mW。隨著泵浦電流的增加 , 振蕩縱模數(shù)逐漸增多 , 但是整體上處于 25 個的少縱模狀態(tài)且主次模間強度差較大 ; 頻譜儀對拍頻觀測結果表明 , 激光輸出處于不穩(wěn)定單縱模狀態(tài) , 在泵浦電流 20A 時的不穩(wěn)定單縱模輸出功率為 972mW。實驗觀察了激光器腔長和輸出鏡反射率對輸出模式的影響 , 實驗現(xiàn)象與仿真結果一致。實驗結果基本上驗證了理論模型的正確性 , 研究結果對利用可飽和吸收體作

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