LD抽運微片激光器短脈沖產生及其輸出特性研究.pdf

1、LD抽運的微片激光器以其體積小、性能穩(wěn)定、壽命長、效率高的優(yōu)勢在激光雷達、生物醫(yī)學、微機械、測距、遙感、環(huán)境監(jiān)測、空間光通信等許多領域具有廣泛的應用前景,成為激光器件領域中一個倍受關注的熱點.為了獲得窄脈寬、高重復頻率和穩(wěn)定、可控的脈沖激光來作為種子光源或MOPA系統(tǒng)的振蕩級,本文研究了LD抽運微片激光器兩種重要的短脈沖產生方法:被動調Q和增益開關,展開了理論分析、模擬計算、實驗驗證和參量優(yōu)化的工作.圍繞提高微片激光器脈沖輸出特性這個目

2、標運用了新的方法、提出了新的見解,取得了如下成果:在摻Cr<'4+>被動調Q激光器的速率方程求解過程中,提出將諧振腔參量和可飽和吸收體參量歸結為兩個綜合參量的新方法,通過四能級速率方程的求解得到了調Q脈沖能量、峰值功率、脈寬與這兩個綜合參量的關系.在雙摻Cr<'4+>,Nd<'3+>:YAG微片激光器中,利用直流預抽運技術獲得高穩(wěn)定、重復頻率為1Hz~4kHz的Q脈沖激光輸出.研究了兩段式Cr<'4+>:YAG-Nd<'3+>:YAG組

3、合單晶自調Q激光器,獲得脈寬為10ns、重復頻率為10kHz的高重頻短脈沖調Q激光輸出.運用前述新方法進行理論分析,獲得了與實驗較吻合的結果.建立了四能級激光器增益開關效應的理論模型,首次計算得到輸出激光脈沖特性參量隨LD直流抽運電流、疊加脈沖抽運電流和抽運脈寬等抽運參量的變化關系.以提高輸出峰值功率、壓縮輸出脈寬為目標,給出了LD抽運的最佳條件.并在抽運參量優(yōu)化理論的指導下,對輸出脈沖特性進行了優(yōu)化,實驗上將脈沖寬度進一步壓縮為16n