LD泵浦全固态调Q激光特性及脉宽控制的理论与实验研究
全固态调Q激光器的实验设计
全固态调Q激光器的实验设计1激光器实验设计为了使毫无激光调节经验的学生能够尽快上手，实验采用简单的平凹谐振腔结构，研究激光谐振腔与可饱和吸收体对被动调Q激光输出特性的影响．实验装置如图1所示．泵浦源采用光纤耦合输出的激光二极管(Co-herent，FAPSystem)，光学系统压缩比为1．8∶1．输入镜M1是有一定曲率半径的凹面镜，一面镀有808nm的增透膜，另一面镀808nm的增透膜和1064nm的高反膜;输出镜M2是平面反射镜．激光工作物质为Nd：LuVO4晶体，尺寸为3×3×5mm3，Nd3+的掺杂浓度为0．5at．%．激光晶体两个3×3m m2的端面均镀有808nm和1064nm增透膜用以减少谐振腔的损耗．装置中，晶体用铟箔包裹并置于铜块中，铜块通过水循环和温控半导体致冷片进行致冷，晶体温度控制在20℃左右．激光晶体应尽量靠近输入镜M1放置以减小空间烧孔效应．调制元件为直径2cm左右的GaAs薄片，在1064nm处的小信号透过率T0分别为95．7%，92．6%和93．9%，靠近输出镜放置．实验激光的输出特性由功率计和示波器测量，选用带宽为500MHz的数字示波器(Tek-tronixInc．，USA)测量和记录波形情况，用MAX500AD激光功率计测量平均输出功率(Coherent，USA)．实验中先对学生讲解全固态激光器的优点以及具体用途，使学生充分认识到研究固体激光器的重要意义．然后讲解脉冲激光器的原理与分类，重点介绍实验中用到的调Q脉冲产生的原理．由于学生对于激光器的内部结构缺少直观认识，于是讲解从激光器的基本结构出发，介绍实验所需要的仪器以及具体的组建调节方法，让学生掌握探测设备(数字示波器和激光功率计)的基本原理和操作方法．2激光器参数对输出特性影响的实验设计2．1激光谐振腔稳定输出验证实验使用的是平凹腔结构．该腔型容易形成稳定的输出模，同时具有高的光光转换效率，有利于学生观察实验现象，但是腔型设计时必须考虑模式匹配和稳定输出问题．如图1所示，输入镜M1的曲率半径为Ｒ，输出镜M2的曲率半径为Ｒ'，腔长为L，则平凹腔中的g参数为。
LD泵浦全国固态调Q激光特性理论与实验研究的开题报告
LD泵浦全国固态调Q激光特性理论与实验研究的开题报告一、研究背景及意义全固态激光器是利用固态材料中嵌入稀土离子而形成放射性能量的激光器，具有低噪声、高功率、长寿命、紧凑型等优势，是目前激光技术发展的重要方向之一。
调Q激光技术是全固态激光器发展的一个重要分支，在激光加工、医学、军事等领域有着广泛的应用。
调Q激光器具有超短脉冲、高峰值功率、高重复频率等特点，可以用于二次谐波生成、时间分辨光谱、微加工等领域。
LD泵浦全国固态调Q激光特性理论与实验研究的目的在于深入了解全固态调Q激光器的工作原理、特性以及对其进行实验研究，为调Q激光技术的进一步发展提供理论和实验基础。
二、研究内容1. 调Q激光技术的基本原理与发展历程的概述2. 如何利用激光二极管(LD)泵浦全固态调Q激光器：波长选择、荧光寿命匹配等原理和参数的优化3. 实验室制备全固态调Q激光器的关键技术：固态激光器材料的选择、样品制备等4. 调Q腔设计原理及其对激光特性的影响的模拟和实验验证5. 荧光补偿技术、温控技术等对激光器性能影响的讨论6. 利用全固态调Q激光进行微加工及二次谐波生成的实验研究三、预期成果1. 掌握全固态调Q激光的工作原理和特性2. 理论模拟和实验研究调Q激光的调Q腔设计对激光特性影响的关键技术3. 利用调Q激光进行二次谐波生成和微加工的实验研究4. 为全固态调Q激光技术的发展提供理论和实验基础。
四、研究方案1. 文献调研及理论分析：深入了解调Q激光技术的原理和发展过程，探讨LD泵浦全固态调Q激光器的关键技术及其应用领域。
2. 全固态调Q激光器实验制备与测试：根据理论分析，制备全固态调Q激光器样品，并对样品进行性能测试，研究调Q激光器的特性。
3. 模拟与实验验证：对全固态调Q激光的调Q腔设计原理进行理论分析和数值模拟，通过实验验证获得调Q腔的优化方案。
4. 实验研究调Q激光进行微加工及二次谐波生成的应用：利用全固态调Q激光的超短脉冲和高峰值功率进行二次谐波生成以及微加工应用的实验验证。
LD泵浦NdYVO4 Cr4+YAG被动调Q激光特性研究
LD泵浦Nd:YVO4 /Cr4+:YAG被动调Q激光特性研究光信息科学与技术专业指导教师摘要：半导体激光(LD)泵浦的固体激光器具有全固化、体积小、泵浦效率高等特点，在激光通讯、遥感探测、工业加工、军事、医疗等领域有着广泛的应用前景，受到人们极大的关注。
使用连续激光二极管泵浦Nd：YVO4晶体，得到1064nm 的连续红外激光输出，在激光谐振腔中加入慢饱和吸收晶体Cr4+：YAG，得到了调Q脉冲激光输出，从实验上得到了泵浦功率、Cr4+：YAG小信号透过率以及输出镜透过率对输出脉冲特别是脉冲宽度的影响，并通过数值求解速率方程对实验结果进行了理论分析，实验结果与理论模拟基本相符。
关键词：LD 泵浦；Nd∶YVO4；Cr4+∶YAG；被动调Q；脉冲宽度Characteristic of a laser diode pumped passively Q switched Nd:YVO4laser with Cr4+:YAG saturable absorberStudent majoring in optics information science and technologyHeng SunTutor Xiuqin YangAbstract：Laser-diode (LD) Pumped solid-state laser has wide applications in the fields such as laser telecommunication ,remote-sensing detection ,industry and military as wellashealthduetoitsadvantagessuchasallsolidstate,high pump efficiency,smallvolumeandlonglongevity,andhasbeen ing continuous laser diode pumped Nd: YVO4crystalgets 1064 nm infrared laser outputcontinuously.Then addingslow saturable absorbercrystals Cr4 + : YAG in the laser cavity to obtain the output of theQ-switched pulse laser. Study the influence of the pump power, output transmission and cavity length to the output pulse in particularthe influence of pulse width from experiments.Through the numerical solution of rate equation to carry on the theoretical analysis with the result of the experiment and thenumericalsolutionsoftheequationsagreewiththeexperimentalresults.Keywords:LDpumped;Nd: YVO4; Cr4+:YAG; passively Q switched;pulse width第一章前言自上世纪六十年代世界上首台激光器发明以来，各类激光器和激光技术得到了迅速的发展，其中固体激光器的发展尤为突出。
环形大功率LD侧面泵浦固体激光器特性研究
环形大功率ＬＤ侧面泵浦固体激光器特性研究罗亦呜李明中秦兴武陈良明隋展赵润昌丁磊梁樾中田丁程物理研究院激光秉变研究中心绵扪市９１９信箱９８８分箱（６２１９００）摘要－牟史探索ｒ一种新型泵浦耦台方式．采用总功率３ｋＷ的环彤ＬＩ）阵列紧密环绕棒状增益介质进行直接泉埔，获得ｒ鞍理想的泵浦光能量转换效率和泵浦均匀性，在１０５４ｒｉｍ波艮上获得丁５６１ｍＪ的最人撇光输｝ｎ．光光转换效率达到３８．１４％。
关键词ｚ叫、形ＬＤ直接泉浦效率均匀性引言采用激光二极管作为同体激光器的泵浦源，具有效率高、能量输出的不确定性小，光求质茸高，热效应低、寿命长、结构紧凑、高重复频率等用闪光灯泵浦难以实现的优点Ｉ—ｉ。
随着半导体工业的发展．ＬＤ的功率越来越高．可靠性大大增强，用ＬＤ替代闪光灯作为泵浦潍已经成为同体激光技术的发展趋势。
但在用高功率ＬＤ泵浦同体激光增益介质时所采Ｈ｛的端面或侧面泵浦方式，往往要采埘较复杂的耦合系统，以获得均匀的泵浦场。
复杂的耦台系统在一定程度上增加了损耗，影响了泵浦光的利用率，限制了激光器能颦转换效率的进一步提高。
为解决此问题，人们提出了多种新的泵浦耦合方式Ｉ”．但大多仍比较复杂或成本昂贵。
本文提出并实验了用环形ＬＤ阵列紧密环绕棒状增益介质进行直接泵浦的方案，在泵浦光能量转换散率和泵浦均匀性方面都获得了较满意的结果。
实验描述我１＇１’Ｊ将环形激光二极管紧密环绕Ｎｄ“：ＹＬＦ棒排列，单根ｂａｒ的功率为６０ｗ左右，整个ＬＤ阵列总功率为３ｋｗ。
圆柱状ＹＬＦ棒的尺寸为中９．６ｍｍ×１４ｍｍ，二极管与圆柱状ＹＬＦ棒之间的间隙小丁ｌＲＩｎ。
所有的激光二极管都安装在铜热沉上，使用大功率半导体制冷器控制热沉温度，精确调节ＬＤ的输出波长对准介质的中心吸收谱。
因为激光头尺寸较小造成加工与安姨上的困难，所以暂时未对ＹＬＦ棒安装冷却系统，二极管以１Ｈｚ的重复率短时问工作，以免ＹＬＦ棒过热。
在精确控制热沉的温度时，ＬＤ的中心发射波Ｋ为７９８ｎｌｎ。
LD端面泵浦的全固态被动连续锁模激光器实验研究的开题报告
LD端面泵浦的全固态被动连续锁模激光器实验研究的开题报告概述：本文将介绍一项关于LD端面泵浦的全固态被动连续锁模激光器实验研究的开题报告。
该研究主要是针对LD端面泵浦的全固态被动连续锁模激光器的特性及应用展开的。
研究背景：以现有的光学器件和技术，研制高功率、高能量、高亮度固态激光器已成为实现现代光学、光电子学、信息技术及制造等多个领域的基础。
由于半导体材料的独特性质，利用LD端面泵浦的全固态激光器相比于其他激光器具有更高的效率、更小的尺寸、更低的成本和更好的可靠性等优势。
被动连续锁模激光器可以实现发射光的频率和相位同步，从而使得激光的光谱变得比较窄，应用于高精度测量及未来的光通信、激光雷达和激光成像等领域。
研究内容：本研究将主要围绕LD端面泵浦的全固态被动连续锁模激光器进行实验研究。
其中包括实验系统的构建，利用全固态被动连续锁模技术调节激光器的频率和相位，并对其光学特性、功率输出、光谱变化等进行测试分析。
研究目标：本次研究的主要目标是利用LD端面泵浦的全固态被动连续锁模激光器，实现更高效率、更小尺寸、更低成本、更好可靠性的激光器的研制，并能应用于未来的光学、光电子学、信息技术及制造等领域。
研究方法：本研究将采用实验室搭建的实验系统，利用全固态被动连续锁模技术进行调节，利用光子学测试仪器进行激光器的光学特性、功率输出、光谱变化等测试分析。
通过实验方法，探索其在不同领域的应用。
研究意义：本研究对于开发高功率、高能量、高亮度激光器，进而更好地应用于光学、光电子学、信息技术及制造等领域具有重要的意义。
研究成果也能够为相关领域研究人员提供新的思路和有效手段。
LD端面泵浦全固体高功率457nm脉冲激光器的研究的开题报告
LD端面泵浦全固体高功率457nm脉冲激光器的研究的开题报告一、选题背景随着激光技术的不断发展，激光器在医疗、通信、制造等领域得到广泛应用。
其中，脉冲激光器作为一种高能量、高功率、高稳定性的激光器，在工业和军事领域具有重要的应用价值。
然而，现有的脉冲激光器普遍存在体积大、功率低、成本高等问题，且波长覆盖范围有限，难以满足新兴领域的需求。
因此，开发新型高功率、全固态、波长覆盖广的脉冲激光器是当前的研究热点之一。
二、研究目的本文旨在设计一种基于LD端面泵浦的全固态高功率457nm脉冲激光器，并对其进行性能测试和优化，实现高能量、高稳定性、低噪声的输出。
三、研究内容1.系统设计：根据波长要求和器件性能，设计端面泵浦全固态激光器的光路结构、光学系统和稳定控制电路等。
2.材料选择：选取高品质、高激发交叉截面的Nd:YVO4晶体、高反射率、高透过率的反射镜材料和优质的Q开关材料，保证激光器的高品质因素。
3.系统搭建：根据设计方案，制作光路结构，搭建电路和控制系统，对全固态激光器进行组装，并对系统进行测试和调试。
4.性能测试和分析：对全固态激光器进行性能测试，包括激光输出能量、脉冲宽度、脉冲重复频率、波长稳定性等参数，分析全固态激光器的输出特性。
5.性能优化：基于测试结果，对全固态激光器进行性能优化，例如优化光路结构、调节Nd:YVO4晶体温度、调整Q开关等，提高激光器的输出能量和稳定性。
四、研究意义本文的研究成果将有助于满足新兴领域对高功率、高能量、波长覆盖广的脉冲激光器的需求，促进激光技术在医疗、通信、制造等领域的广泛应用。
同时，本文的研究方法也为探索其他高性能、全固态激光器的设计和优化提供了指导和借鉴价值。
LD泵浦低噪声全固态蓝光激光器的研究的开题报告
LD泵浦低噪声全固态蓝光激光器的研究的开题报告一、选题背景目前，激光技术在通信、医疗、材料加工、制造等领域得到广泛应用。
其中，蓝光激光器由于其在曝光、显像等方面的优势，正在成为新一代的制造和材料处理工具。
然而，传统的蓝光激光器存在着噪声大、功率稳定性差等问题，而这些问题直接影响到其实际应用的效果和可靠性。
因此，寻求一种低噪声、高稳定性的蓝光激光器成为了当前研究的热点之一。
二、研究内容本研究计划利用低噪声LD泵浦技术和全固态蓝光激光器技术，设计并研制出一种低噪声全固态蓝光激光器。
具体研究内容包括：1.基于LD泵浦技术设计低噪声激光器；2.基于全固态激光器技术优化激光器结构；3.进行实验验证，测试激光器的噪声水平和功率稳定性；4.分析低噪声全固态蓝光激光器的应用前景。
三、研究意义本研究的成果将有以下几个方面的意义：1.推动低噪声、高稳定性蓝光激光器的发展，开拓新一代激光技术应用领域；2.提高国内关键技术的自主研发能力，推进我国相关产业的发展；3.为蓝光激光器在曝光、显像、材料加工等领域的应用提供强有力的技术支持。
四、研究方法和流程本研究主要采用实验室探索和理论分析相结合的方法。
具体流程包括：1.文献调研，了解当前国内外低噪声全固态蓝光激光器的研究现状；2.设计制作LD泵浦低噪声激光器，并进行实验测试；3.基于全固态激光器技术优化激光器结构，提高激光器的稳定性和噪声水平；4.对实验结果进行数据分析和理论探讨，总结研究成果。
五、预期成果和难点预计本研究将达到以下成果：1.设计制作出低噪声全固态蓝光激光器，并进行噪声和稳定性测试；2.总结出激光器设计中影响噪声和稳定性的关键因素。
本研究的难点主要集中在LD泵浦技术的应用和全固态激光器的优化设计，需要在理论分析和实验探究的基础上进行改进和提高。
同时，对激光器的噪声和稳定性的测试和分析也是关键的研究内容。
808nmLD泵浦固体激光器及调Q实验研究
532019年/第4期/2月（上）808nmLD 泵浦固体激光器及调Q 实验研究梅映雪赵洪霞王敬蕊丁志群程培红（宁波工程学院电子与信息工程学院浙江·宁波315016）摘要调Q 技术可使激光输出峰值功率达到Mw 量级以上，半峰值带宽压缩到皮秒量级，在工业生产、军事和医学领域应用广泛。
目前，808nm LD 泵浦固体激光器及调Q 实验已经成为光电相关专业的首选实验。
本文针对具体实验过程中，静态激光输出难度大，功率相对较低和难于实现调Q 等关键问题，提出了简单易行，可操作性强的步骤方法，并取得了较好的实验效果。
关键词静态激光LD 泵浦固体激光器激光输出调Q中图分类号：TN248.1文献标识码：ADOI:10.16400/ki.kjdks.2019.02.020Experimental Study on 808nm LD Pump Solid Laser and Q-modulationMEI Yingxue,ZHAO Hongxia,WANG Jingrui,DING Zhiqun,CHENG Peihong(Electronic and Information Engineering College,Ningbo University of Technology,Ningbo Zhejiang 315016)AbstractQ-modulation technology can enable laser output peak power to reach Mw magnitude and pulse width with pico-second magnitude,which is widely used in industrial production,military and medical fields.The 808nm LD pump solid laser and Q-modulation experiment have become the first choice experiments for optoelectronic related majors.Aiming at the dif-ficulty of static laser output,low power and other key problems such as Q adjustment,this paper puts forward a simple and feasible method,and obtains a good experimental result.Keywords Static laser;LD pump;solid lasers;Laser output;Q-modulation 0引言全固态808nm 半导体激光器泵浦调Q 激光器由于具有体积小、易于集成和装调方便等优点，被广泛用于科研、农业、工业生产等领域。
LD泵浦NdYVO_4声光调Q激光的脉宽控制
实验采用平凹腔结构 ,如图 1,谐振腔的腔长为 12 cm。泵浦源激光器选用带光纤耦合的半 导体激 光器 ( FAP - I system Coherent Inc. U. S. A. ) ,光纤直 径 800μm ,最高输出功率为 16 W , 22 ℃时的中心波 长 807. 5 nm ,经 聚焦 系统 后泵 浦光 光斑半 径 220 μm,远场 半角是 18 °。腔镜 M1 是 曲率半径为 150 mm 的凹面镜 ,一端镀 808 nm 增透膜 ,另一端镀 808 nm 高透 、1 064 nm 高反的双色介质膜 , 作为 谐振腔 的后反镜 ;输出镜 M2 是对 1 064 nm 反射率为 90 % 的平面镜 。激光工作物质是 4 mm ×4 mm ×5 mm、 掺杂浓度为 1. 0 %、沿 a轴方向切割的 Nd: YVO4 晶 体 ,晶体紧靠 M1 放置 ,其一端镀 80 8 nm和 1 06 4 nm 增透膜 ,另一端镀 1 064 nm 高透膜 ,以减少谐振腔 的损耗 。Nd: YVO4 晶体用铟箔包紧置于紫铜块中 通过水循环和温控半导体致冷片致冷 ,温度控制在 20 ℃。声光调制器的作用长度为 24 mm ,两通光面 镀 1. 06μm 增透膜 ,衍射损耗为 85% ,调制重复频
器越靠近输出镜 M2 ,得到的脉冲宽度越小 , 平均输 出功率越高 。当 重复频率 分别为 40 kHz和 5 kHz 时 ,脉宽的 变化范围分别 为 96～239 ns 和 48 ～69 ns,这表明重复频率越高 ,脉宽可调范围越大 。
当 Z大于 2. 0 mm 时无激光输出 ;改变 Z 能使 脉宽和平均输出功率随之发生变化 , 并且存在一个 最佳位置 ,即当 Z 等于 0. 8 mm 时 ,测得平均输出功 率最大 ,而脉宽最小 。
LD侧面泵浦全固体激光器实验系统的研究
研究报告科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald161 绪论1.1 引言L D 泵浦固体激光器的英文缩写为D P S S L，它的泵浦光是固体半导体激光器发出的，所以可称为全固体激光器。
DPSSL 集LD 与固体激光器的优势于一体，和传统的灯泵固体激光器相比，具有总体效率高、频率稳定性好，使用寿命长、使用简便还有可以全固体化等优点。
随着激光二极管技术的发展、日益成熟，国内外对L D 侧面泵浦全固体激光器的研究已有了很大的进展。
目前，LD侧面泵浦全固体激光器不仅在光通信、光盘贮存、激光打标、条形码扫描、测量还有医疗等领域获得了广泛应用，而且已被广泛用于制导、测距、打靶还有引爆等重要领域。
这种激光器发展极快,20世纪90年代就已从实验室阶段走上了产业化和商品化阶段,近几年来,国外市场上成型的产品有1.06 n m ,532 n m ,355 n m ,266 n m , 430 n m ,473 n m ,2100 n m 等连续与脉冲激光器,国内的绿光激光器也已形成产业化。
现阶段，L D 泵浦全固体激光器的相关配件已经标准化、商品化，其相关产品已经在市场中占有主导地位。
可是，尽管半导体泵浦的固体激光器在理论与技术上都已达到了相当成熟的地步,具体的细节问题上还存在困难需要深入研究。
与其他类型的激光器研究类似，对D P S SL的研究重点主要是围绕着提高转化效率、提高光束质量、降低噪声、实现单频、获得新波长还有实现腔内调制等进行的。
1.2 LD泵浦全固体激光器的基本原理LD 泵浦固体激光器是以固体半导体激光器发出的激光为泵浦源，集LD 与固体激光器的优势为一体，具有总体效率高、频率稳定性好，使用寿命长、使用简便还有可以全固化等优点。
下面以输出波长为808 n m 的L D 泵浦N d 3+：YA G 晶体为例，介绍L D 泵浦基本原理。
当注入半导体激光二极管电流高于阈值电流的时候,发射光谱的宽度会急剧变窄,谱线中心波长的强度会迅速增加而形成激光输出。
LD侧面泵浦全固态激光倍频和声光调Q实验
实验名称：LD侧面泵浦全固态激光倍频和声光调Q实验实验目的1、掌握LD侧面泵浦全固态激光器的基本原理和调试方法。
2、掌握声光调Q的基本原理及输出特性。
3、掌握激光倍频原理及影响倍频的基本因素。
实验原理1、激光产生的条件数反转分布一般情况下介质中的粒子数在能级上呈>样分布状态，即较低能量的-个能级的粒子数大于具有较高能量的一个能级的粒了数。
要产生激光，激光介质能级粒子数分布必须处于反转分布<，称这种状态的物质为激活物质。
减少振荡模式数激光器是通过光学谐振腔来达到减少振荡模式数的。
起振条件—阈值条件若激光器由反射率分別是R1、R2的两面镜子和长度为L的激活材料构成。
设g为在反转的激光材料中单位长度的增益系数，a为单位长度的吸收损耗系数。
则每次通过激光材料，其强度变化为exp(g-a)2L。
阈值条件为R1R2exp(g-a)2L=1。
增益饱和效应—稳定振荡条件当入射光强度足够弱时增益系数与光强无关，是一个常量；当入射光强大到一定的程度，增益系数将随光强的增大而减小，产生增益饱和效应。
2、调Q技术声光调Q是利用光的衍射效应实现调Q的。
利用光的衍射现象，光束偏离，达到声光调Q的目的。
一束光通过由声控的相位光栅时，就会发生衍射，这就是声光效应。
在激光器的光学谐振腔中，放入一个声光调制器，当有超声波作用在调制器上时，由于声光效应，激光束就会发生衍射，偏离谐振腔，从而使激光停止振荡。
当超声波消失后，损耗消失，形成振荡，产生巨脉冲输出，完成超声调Q作用。
实验内容1、测量连续Nd3+:YAG激光器电流和功率的关系曲线2、测量连续倍频Nd3+:YAG激光器电流和功率的关系曲线3、测量准连续声光调Q Nd3+:YAG激光器单脉冲能量4、测量准连续声光调Q倍频Nd3+:YAG激光器频率为5KHz、11KHz、35KHz时激光输出功率随电流的变化曲线数据记录及处理1、连续Nd3+:YAG激光器电流和功率的关系曲线I 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0 14.5 15P 0 0 0 0 0.04 0.10 0.18 0.27 0.55 0.81 1.02 1.29 1.742、连续倍频Nd3+:YAG激光器电流和功率的关系曲线I 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0 14.5 15P 0 0 0.002 0.004 0.006 0.011 0.023 0.028 0.037 0.040 0.046 0.052 0.0603、准连续声光调Q Nd3+:YAG激光器单脉冲能量f 5 10 15 20 25 30 35 40P 0.480 0.477 0.483 0.458 0.464 0.498 0.463 0.527E 0.0960 0.0477 0.0322 0.0229 0.0185 0.0166 0.0132 0.01314、准连续声光调Q倍频5KHz时激光输出功率随电流的变化曲线I 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0 14.5 15 P 0 0.003 0.043 0.135 0.196 0.260 0.464 0.665 0.918 1.087 1.2405、准连续声光调Q倍频11KHz时激光输出功率随电流的变化曲线I 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0 14.5 15P 0 0.003 0.017 0.056 0.102 0.173 0.312 0.431 0.603 0.862 1.032 1.204 1.3566、准连续声光调Q倍频35KHz时激光输出功率随电流的变化曲线I 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0 14.5 15P 0 0.003 0.011 0.036 0.054 0.080 0.134 0.161 0.226 0.343 0.476 0.531 0.662。
LD泵浦全固态紫外波段激光器技术研究的开题报告
LD泵浦全固态紫外波段激光器技术研究的开题报告一、选题背景和意义：全固态紫外激光器作为一种高效、高功率、高能量密度、高光束质量的新型激光器，已经成为科学研究、工业制造、军事防御等领域必不可少的基础设施。
在全固态紫外激光器中，泵浦源的稳定和可靠性对于整个系统的性能至关重要。
因此，如何提高全固态紫外激光器的泵浦效率、降低泵浦功率、提高系统的可靠性和稳定性，一直是全固态紫外激光器技术研究的热点和难点。
本课题选择LD泵浦全固态紫外波段激光器技术研究作为研究方向，旨在通过对LD泵浦全固态紫外波段激光器的关键技术研究，探究LD泵浦全固态紫外激光器的发展方向，为实现高功率、高效率全固态紫外激光器的工程应用打下坚实基础。
二、研究内容和方案：1、分析国内外LD泵浦全固态紫外波段激光器技术研究现状和发展趋势；2、结合国内外研究进展和发展趋势，设计和搭建LD泵浦全固态紫外波段激光器实验平台，搭建高效、稳定、可靠的泵浦源和本体系统；3、通过对泵浦器的光电特性、腔内特性和热特性等进行分析和优化设计，通过量子阱结构、阵列式LD和混杂技术等，提高泵浦效率、提高运行温度、降低泵浦功率；4、通过对全固态紫外波段激光器激光的输出特性和光束质量等进行分析和优化设计，实现高功率、高效率、高质量的全固态紫外波段激光器的输出；5、对所研究的LD泵浦全固态紫外波段激光器进行性能测试和分析，验证其在工程应用中的可行性和可靠性。
三、拟采取的研究方法和技术路线：1、对LD泵浦全固态紫外波段激光器的发展现状和趋势进行调研，了解国内外相关领域最新研究进展和方向；2、搭建LD泵浦全固态紫外波段激光器实验平台，选择合适的材料、工艺和技术对泵浦器进行设计和制备；3、通过分析泵浦器的光电特性、腔内特性和热特性等进行优化设计；4、将优化后的泵浦器集成到全固态紫外波段激光器中，并对其进行光学、电学和热学性能测试，分析其性能表现和优化空间；5、通过优化设计和整合关键技术实现高功率、高效率、高质量的全固态紫外波段激光器的输出。
LD泵浦掺钕钒酸类混合晶体调Q及调Q锁模激光特性研究的开题报告
LD泵浦掺钕钒酸类混合晶体调Q及调Q锁模激光特性研究的开题报告标题：LD泵浦掺钕钒酸类混合晶体调Q及调Q锁模激光特性研究一、研究背景及意义激光技术在工业、医学、通讯、遥感等领域有着重要的应用，其中调Q锁模激光被广泛应用于激光雷达、光通讯、精密测量等领域。
调Q锁模激光具有窄线宽、高峰值功率、短脉冲宽度、稳定性好等特点，有着广泛的应用前景。
目前，LD泵浦掺钕钒酸类混合晶体调Q及调Q锁模激光已成为研究热点。
钒酸类晶体是一种重要的激光材料，具有高的激发截面、宽的吸收带宽、高的荧光寿命等优点，是制造高功率钛宝石激光器和掺钕激光器的理想材料。
在这些材料中，掺钴钒酸镥（CLNGG）晶体、掺钴钒酸钇铝（CYVAG）晶体和掺铥钒酸锶（TSV）晶体的特性引起了广泛的关注。
因此，针对这些晶体的研究具有重要的科学意义和应用价值。
二、研究内容和研究方法本课题主要研究LD泵浦掺钕钒酸类混合晶体调Q及调Q锁模激光的特性，具体内容包括：1. 钒酸类混合晶体的生长和结构研究。
利用自主开发的Czochralski方法，生长不同掺杂浓度的CLNGG晶体、CYVAG晶体和TSV晶体，运用X射线衍射仪和扫描电子显微镜等仪器对晶体的结构进行表征。
2. 掺钕钒酸类混合晶体的光学特性研究。
使用紫外-可见吸收光谱仪和荧光光谱仪等仪器，研究不同掺杂浓度的CLNGG晶体、CYVAG晶体和TSV晶体的吸收和发射光谱，并分析其吸收截面、荧光寿命等光学特性。
3. 调Q锁模激光的特性研究。
建立调Q锁模激光系统，研究CLNGG晶体、CYVAG晶体和TSV晶体在不同条件下调Q锁模激光的特性，比较不同晶体的性能区别。
研究方法主要包括：单晶生长技术、光学测试技术、激光器调Q锁模技术等。
三、预期成果和应用价值通过研究LD泵浦掺钕钒酸类混合晶体调Q及调Q锁模激光的特性，可以得到以下预期成果：1. 具有良好稳定性和高效性的CLNGG晶体、CYVAG晶体和TSV晶体的生长和结构研究。
LD泵浦固体激光器自动谐振腔调节系统和热效应补偿系统研究的开题报告
LD泵浦固体激光器自动谐振腔调节系统和热效应补偿系统研究的开题报告一、选题背景和意义LD泵浦固体激光器是目前广泛应用于医疗、军事、机器人等领域的一类激光器。
然而，由于材料的热胀冷缩、材料的热传导等问题，会使得激光器的输出功率和光束质量产生变化，影响其稳定性和精度，从而限制其应用范围和效能。
因此，通过利用自动谐振腔调节系统和热效应补偿系统来解决这一问题已经成为了当前LD泵浦固体激光器技术研究的热点和难点。
二、研究目的和内容本文的研究旨在探究利用自动谐振腔调节系统和热效应补偿系统来提升LD泵浦固体激光器稳定性和精度的方法。
具体而言，研究内容包括以下几个方面：1、自动谐振腔调节系统的设计与实现：通过光谱分析、调节反馈等手段，设计并实现LD泵浦固体激光器的自动谐振腔调节系统，以提升其输出功率和光束质量。
2、热效应补偿系统的设计与实现：为了解决材料热胀冷缩等问题，设计并实现热效应补偿系统，以控制激光器内部的温度，从而提升其稳定性和精度。
3、实验与测试：对所设计并实现的自动谐振腔调节系统和热效应补偿系统进行实验测试，比较不同系统下的LD泵浦固体激光器输出功率和光束质量，评估所提出的方法的有效性和可行性。
三、研究方法本文主要采用以下几种研究方法：1、文献调研：通过查阅相关文献，了解LD泵浦固体激光器和自动谐振腔调节系统、热效应补偿系统等方面的研究现状。
2、系统设计与实现：根据文献调研结果和实际需求，设计和实现自动谐振腔调节系统和热效应补偿系统，并对其进行优化和完善。
3、系统测试与数据分析：对所设计并实现的自动谐振腔调节系统和热效应补偿系统进行实验测试，并进行数据采集和分析，以评估所提出的方法的有效性和可行性。
四、预期成果本文的预期成果主要包括以下几个方面：1、自动谐振腔调节系统和热效应补偿系统的设计与实现，能够有效提升LD泵浦固体激光器的稳定性和精度。
2、针对所设计的系统，能够进行有效的实验和测试，并能够得到比较准确的数据和图表分析结果。
LD泵浦全固体蓝光激光器的理论与实验研究的开题报告
LD泵浦全固体蓝光激光器的理论与实验研究的开题报告一、选题背景和意义激光器作为一种具有高度单色性、相干性和方向性的光源，在医疗、制造业、通讯、生物科学等领域有着广泛应用。
其中，蓝光激光器由于其在生物组织成像、光盘、互联网信息储存等方面的应用，备受关注。
LD泵浦全固体蓝光激光器作为一种新型的蓝光激光器，由于其具有高效率、高功率、高稳定性等优势，受到越来越多的关注和研究。
本文主要针对LD泵浦全固体蓝光激光器的理论和实验研究做出探究，旨在给予该激光器更广泛的应用和发展。
二、研究内容和方法本文将主要从以下两个方面展开研究：1.理论研究（1）探究LD泵浦全固体蓝光激光器的工作原理、结构和特点，分析其在实际应用中的优势和局限性；（2）在理论上研究如何提高激光器的输出功率、光束质量和稳定性等关键性能参数，将重点放在研究激光器内部的光场传输和反馈机制；（3）为实验研究提供科学依据和支持。
2.实验研究（1）搭建LD泵浦全固体蓝光激光器的实验系统，优化系统的组件选型和参数设定，保证实验系统的可靠性和稳定性；（2）通过实验研究，验证理论研究中提出的相关假设和结论，定量分析激光器的输出功率、光束质量和稳定性等性能参数；（3）在实验过程中记录实验数据，分析数据，总结实验结果，为后续的研究工作提供参考。
三、预期成果和意义本文将对LD泵浦全固体蓝光激光器的理论和实验研究进行探究，并在实验研究中验证理论的正确性和有效性，预计达到以下几个预期成果：1）在理论研究方面，对LD泵浦全固体蓝光激光器的工作原理、结构和特点进行深入探究，提出性能优化方案，在此基础上为实验研究提供科学依据和支持。
2）在实验研究方面，成功搭建LD泵浦全固体蓝光激光器的实验系统，验证理论研究的相关假设和结论，并获得具有实际意义的相关数据和结论。
3）本文的研究结果具有一定的实用价值和指导意义，对于LD泵浦全固体蓝光激光器在光学通讯、蓝光光盘等领域的应用开发，具有参考意义。
LD泵浦全固态红光脉冲激光器的研究的开题报告
LD泵浦全固态红光脉冲激光器的研究的开题报告一、研究背景和意义全固态激光器是一种高性能激光器，具有体积小、重量轻、可靠性高、使用成本低等优点，广泛应用于医疗、通信、安防等领域。
其中，全固态LD泵浦红光脉冲激光器作为一种重要的激光器类型，具有波长长、能量高、脉宽短等特点，可以应用于激光雷达、光通信、激光医疗等领域。
本研究旨在研制一款新型全固态LD泵浦红光脉冲激光器，使其具有更高的性能和更广的应用领域。
二、研究内容和方法1.激光谱学理论：深入理解LD泵浦红光脉冲激光器的工作原理、激光谱学特性等。
2.光学设计：基于激光谱学理论和设计需求，进行光学系统的设计。
3.氧化物陶瓷（YAG）晶体生长及制备：采用Czochralski生长法，制备出高质量YAG晶体。
4.全固态LD泵浦红光脉冲激光器的制备和测试：根据光学设计方案，将LD泵浦激光器与YAG晶体等器件相结合，制备出全固态LD泵浦红光脉冲激光器。
对激光器进行测试和验证，评估激光器的性能和应用价值。
三、研究进展和成果预期目前，我们已经完成了对激光谱学理论的深入研究，初步设计了光学系统，并开始了YAG晶体的生长和制备实验。
我们预计在未来的研究中，将进一步完成全固态LD泵浦红光脉冲激光器的制备和测试工作，并达到以下成果：1.获得高质量YAG晶体，并制备出全固态LD泵浦红光脉冲激光器。
2.对激光器进行全面而系统的性能测试，验证其能量、波长、脉宽等参数，并评估其在激光雷达、光通信、激光医疗等领域的应用价值。
3.撰写一篇论文，发表在国际一流期刊上。
四、研究意义本研究的成果将拓展LD泵浦全固态激光器的应用领域，为光通信、激光雷达、激光医疗等领域的发展提供新的可能。
同时，本研究也将推动我国全固态激光器的研发水平，提升我国在该领域的国际影响力和竞争力。
LD泵浦的全固态457nm蓝光激光器的开题报告
LD泵浦的全固态457nm蓝光激光器的开题报告1. 研究背景和意义：随着信息技术和光电子技术的快速发展，对于具有较高功率和可调谐性的激光器的需求不断增加。
全固态激光器是目前最常用的激光器之一，它采用固体材料来产生激光，具有功率高、寿命长等优点，非常适合用于实际应用场景。
蓝光激光器在光存储、显微镜、光通讯、生物医学等领域都有着广泛的应用，因此，开发一种高效稳定的全固态457nm蓝光激光器具有重要意义和应用价值。
2. 研究现状：目前，蓝光通常通过二次谐波产生，即将一个较高波长的激光器输出经过二次谐波晶体后得到蓝色激光。
然而，由于该方法存在二次谐波晶体对入射光的非线性响应，因此其效率较低，且很难克服晶体的不可逆性损伤的问题。
而LD泵浦的全固态457nm蓝光激光器采用固体材料直接产生蓝光，具有克服上述问题的优点，是目前较为先进的方法。
3. 研究内容和思路：本文的主要研究内容是，设计、优化和实现一种基于LD泵浦的全固态457nm蓝光激光器。
具体思路如下：第一步，选择适合蓝光激光器的固体材料和激光结构。
因为直接产生蓝光需要特殊的固体材料，同时要选择合适的激光结构保证光线的聚焦和输出稳定。
第二步，设计高效的LD泵浦激光器。
LD泵浦激光器可以为全固体蓝光激光器提供充足的功率，因此设计一个高效稳定的LD泵浦激光器尤为重要。
第三步，实验验证。
实验需要对设计的激光器进行测试和优化，测量激光器的输出功率、波长、光束质量和稳定性等指标，验证其可行性和优越性。
4. 研究意义和成果预期：本文研究意义在于探索一种新型的全固态457nm蓝光激光器的制备方法，提高其效率和稳定性，为相关技术应用提供高质量的蓝光源。
成果预期是实现一种高效稳定的全固态457nm蓝光激光器，其输出功率大于50mW，波长精度小于0.5nm，光束质量接近TEM00，稳定性好。
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谱可调谐范围宽等优点，使其非常适合作为固体激光器的泵浦源。随着固体材料
的革命性发展，半导体泵浦的固体激光器得到迅猛发展。进入九十年代以来，半 导体泵浦固体激光器的理论和实验研究取得了重要进展。半导体泵浦固体激光器 模式的最佳化分析为激光器的最佳化参数选择提供了重要依据【２４，固体激光器 热效应模型及热焦距测量方法的提出为实现谐振腔的优化设计提供了参考［５。。， 泵浦光耦合技术的提高及固体激光介质冷却问题的解决也为固体激光器的泵浦 效率、输出功率、光束质量的提高提供了可能。目前，半导体泵浦的全固态激光 器（Ｄｉｏｄｅ．Ｐｕｍｐｅｄ
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ＬＤ泵浦Ｎｄ：Ｙｖ０４声光调Ｑ激光的脉宽控制。实验结果表明，通过改变声光调 制器在激光腔内的位置以及泵浦光在激活介质内的分布，可以有效的控制脉冲宽 度，并且随着重复频率的提高，脉宽可调范围增大。根据ＡＢｃＤ矩阵传输理论， 考虑泵浦光强和腔内振荡光强的空间高斯分布｝给出了ｕＤ泵浦Ｎｄ：Ｙｖ０４声光 调Ｑ激光的耦合速率方程组，理论计算与实验结果相符。
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小、稳定性高、寿命长、光束质量高、工作介质覆盖的波段范围广及运转方式多 样化等优势，外加上与非线性光学变频技术相结合，可以实现多种波长运转，使 其在空间通讯、光显示、光瓦联、光信息处理、激光加工、激光医疗和军事武器 装备等领域均有广泛的应用前景，从而使半导体泵浦的全固态激光器成为当前激 光器行业的主流。
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山东大学硕士学位论文
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山东大学硕士学位论文
第一章前言
半导体泵浦的固体激光器诞生于二十世纪六十年代。早在１９６２年世界上第 一支ＧａＡｓ激光二极管（Ｌ船ｅｒ Ｄｉｏｄｅ—ＬＤ）问世后不久，美国ＭＩＴ实验室的Ｋｅｙｃｓ 等人就将它用作固体激光器的泵浦源并实现了准连续激光输出ｌｌｌ。但由于当时半 导体激光器输出功率小、使用寿命短等缺点，一直没有得到大规模使用。直到上 世纪八十年代，半导体激光器制造工艺的飞速发展使得半导体激光器的输出功率 和使用寿命等参数都得到了很大的提高，加上半导体激光器自身发射线宽窄、光
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山东大学硕士学位论文 Ｎｄ：ＧｄＶ０４、Ｎｄ：ＹｘＧｄｌ－ｘＶ０４、Ｎｄ：ＹＬＦ、Ｎｄ：ＹＡＰ和Ｎｄ：ｓＶＡＰ等激光晶体。 Ｎｄ：ＹＡＧ是研究最成熟的激光材料，目前广泛应用于闪光灯泵浦和半导体泵 浦的ＹＡＧ激光器。其优点在于ＹＡＧ基质很硬、光学质量好、热导率高，此外 ＹＡＧ的立方结构有利于形成窄的荧光线宽，使激光器高增益和低闽值工作，是 适合半导体泵浦的理想固体材料之一。 Ｎｄ：ＹＶ０４晶体属于四方晶系，锆英石结构，单轴晶体。Ｎｄ：Ｙｖ０４晶体中激 活离予位置具有低的点群对称性，离子振荡强度大。ＹＶ０４基质对Ｎｄ离子有敏 化作用，提高了它的吸收能力。在ａ轴切割时，其兀偏振（Ｅ／／ｃ）和。偏振（Ｅ上ｃ） 的光谱特性具有明显差异，其最强吸收和最强辐射都发生在兀偏振取向，有利于 腔内倍频效率的提高。Ｎｄ：Ｙｖ０４晶体可以允许比传统的Ｎｄ：ＹＡＧ晶体掺入更多 的Ｎｄ”离子而不发牛浓度猝灭效应，而且与Ｎｄ：ＹＡＧ晶体相比，Ｎｄ：ＹＶ０４晶体 具有更大的吸收系数和受激发射截面以及大的吸收带宽‘珏。６】，因此特别适合作半 导体泵浦固体激光器的增益介质。近年来，人们已经对Ｎｄ：Ｙｖ０４激光器及其倍 频激光特性进行了广泛的研究【１Ｍ¨。 表１．１ １．Ｏａｔ％Ｎｄ：Ｙｖ０４晶体参数
力。
激活介质中的反转粒子数密度
ＧａＡｓ
ＥＬ２深陷能级上的总粒子数密度
力
ＧａＡｓ带正电的ＥＬ２＋能级上的粒予数密度 ＧａＡｓ带正电的ＥＬ２＋能级上的初始粒子数密度 激活介质的受激发射截面 ＧａＡｓ饱和吸收体ＥＬ２０能级的吸收截面；
炽觚撕舭Ⅵ喙№％唧，‰‘傩ｉ｝咖蚍协盹矿
盯ｃｂ矿
，
ＧａＡｓ饱和吸收体ＥＬ２＋能级的吸收截面； 激活介质的受激辐射寿命 激活介质对泵浦光的吸收系数，
论
山东大学硕士学位论文
摘要
激光二极管（ＬＤ）泵浦的固体激光器具有全固化、体积小、泵浦效率高等
特点，在激光通讯、遥感探测、工业加工、军事、医疗等领域有着广泛的应用前
景，受到人们极大的关注。 本论文采用光纤耦合输出的激光二极管作泵浦源，用Ｎｄ：ＹＶ０４晶体作激光 工作物质，分剐研究了饱和吸收体ＧａＡｓ被动调Ｑ和声光主动调Ｑ激光特性和 脉宽控制特性。同时，运用速率方程对以上调Ｑ激光的运转特性进行了理论分 析。论文的主要研究工作包括：
ｌＩ实现了ＬＤ泵浦Ｎｄ：ＹＶ０４晶体、ＧａＡｓ被动调Ｑ１．０６岬激光运转，研究
了ＧａＡｓ被动调Ｑ激光的脉宽控制特性。结果表明，改变ＧａＡｓ饱和吸收体在激 光腔内的位置及泵浦光束腰在激活介质中的位置能有效地控制脉宽；在理论分析 中，考虑激活介质的薄透镜效应，利用ＡＢｃＤ矩阵理论，给出了振荡光光斑半 径随泵浦功率、泵浦光半径以及在激光腔内不同位置的变化关系，运用速率方程 新模型直接获得了脉宽与振荡光和泵浦光光斑大小之间的关系，理论计算与实验 结果相符。
山东大学 硕士学位论文 LD泵浦全固态调Q激光特性及脉宽控制的理论与实验研究 姓名：张海鹍 申请学位级别：硕士 专业：光学工程 指导教师：赵圣之 20070910
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符号说明
平均光了数密度 激活介质处的光子数密度
Ｇ啦ｓ饱和吸收体处的光予数密度
力力埘力
声光晶体处的光子数密度 基横模的平均半径 基横模在激活介质处的半径 基横模在ＧａＡｓ饱和吸收体处的半径 基横模在声光晶体处的半径 泵浦光在激活介质中的平均半径 激活介质的长度 ＧａＡｓ饱和吸收体的厚度 声光晶体的长度 激活介质的折射率 ＧａＡｓ饱和吸收体的折射率 声光晶体的折射率 描述泵浦光空间分布的归一化函数
口∥
ＧａＡｓ饱和吸收体的双光子吸收系数
４
山东大学硕士学位论文 ＧａＡｓ饱和吸收体的小信号透过率
‰Ｒ
工
输出耦合镜的反射率 谐振腔的损耗 声光Ｑ开关的衍射损耗 声光Ｑ开关的关断时间 光在谐振腔中往返一周的时间 谐振腔的物理长度 谐振腔的光学长度 泵浦功率 单位体积内的泵浦速率 泵浦光的单光子能量
蠡
如知厶厶靠‰椰枷
１．１激光二极管泵浦的激光工作物质
固体激光材料的革命性发展有力地推动了半导体泵浦的固体激光器的迅速 发展。目前应用最为广泛的固体激光增益介质是搀杂了激活粒子的玻璃或晶体。 由于玻璃增益介质的自身缺陷比较严重，造成激光器阈值较高，而且玻璃的散热 性较差，因此人们多以激光晶体作为增益介质。在各式各样的激光晶体中，又以 搀杂Ｎｄ３＋离子的晶体应用最为广泛。目前应用较广的有Ｎｄ：ＹＡＧ、Ｎｄ：Ｙｖ０４、
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关键词：饱和吸收体ＧａＡｓ，声光调Ｑ，脉宽控制，高斯分布，速牢方程模型