Nd_3_掺杂浓度对无水冷Nd_YAG激光器输出特性的影响
Nd 3+离子掺杂YAG激光透明陶瓷的光谱性质及Judd-Ofelt理论分析
中图分类号 ： ＴＱ１４ ７
Ｓ ｃ ｒ ｓ ｏ ｃ Ｐｒ ｐ ｒ ｉ ｓ ａ ｕ － ｆ ｌ ｅ ｒ ｎａ ｙ ｉ ｆＮ ｄ： Ｇ ｐｅ ｔ ｏ ｃ ｐｉ ｏ ｅ ｔｅ ｎｄ Ｊ ｄｄ Ｏ ｅｔ Ｔｈ ｏ ｙ Ａ ｌ ｓｓ ｏ ＹＡ Ｔｒ ｎｓ ａ ｅ ｔ Ｌａ ｅ ｒ ｍ ｉ ａ ｐ ｒ ｎ ｓ ｒ Ｃｅ ａ ｃ
４ ６， ｐ ｎａ ｅ ｕ ｒｎ ｉｏ ｒｂ ｂｌｙ ｆ ｏｅｃｎ ｅｂ ａ ｃ ｉｇｒｔ ｎ ａ ｉｔ ｅｌ ｔ ｆ ＋ ， ） ｓｏ ｔｎ ｏ ｓｔａ ｓ ｉｎｐ ｏ ａ ｉｔ， ｕ ｒｓｅ ｃ ｒｎ ｈｎ ａｉ ａ ｄｒｄａｉ ￣ ｉ ｏ ｔ ｉ ｌ ｏ ｖ ｉ ｍｅ Ｎ
Ｎｄ＋离子 掺 杂 Ｙ ３ ＡＧ 激 光透 明 陶 瓷 的光谱 性 质 及 Ｊ ｄ — ｅｔ 论 分析 ｕ ｄＯｆｌ理
李 江 ， 志 勇 ， 玉 松 １ 刘 文斌 ， 裕 柏 ， 莉 萍 １ 郭景 坤 杨 吴 ， ２ 潘 黄 ，
（ 中 国科 学 院 上 海 硅 酸 盐 研 究 所 ，上 海 ２ ０ ５ ； １． ０ ０ ０ ２． 中国 科 学 院 研 究 生院 ，北 京 １０ ４ ） ０ ０ ９
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第 ２ ３卷 第 ３期 ２０ ０ ８年 ５月
无 机 材 料 学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｎ ｒ ａ ｃ Ｍ ａ ｅ ｉ ｌ ｏ ｒ ａ ｆＩ ｏ ｇ ｎｉ ｔ ｒａ ｓ
Ｖ０ ．２ ． １ ３ ＮＯ ．３
Ｍａ ｙ，２０ ０８
文章编号： ００３４ ２０ ）３０２—５ １０—２Ｘ（０８０—４９０
摘 要：采 用固相反 应和真 空烧 结技术 制备 了掺 杂浓度 为 １ ａ％ 的 ＮｄＹ ．ｔ Ｏ ： ＡＧ透 明陶 瓷样品 ，并测 试 了样 品的 吸 收光谱 和荧 光光谱 ．样 品在 主吸 收峰 ８ ８ ｍ 处 的吸收截 面为 ３１ ｘ１ － ０ｍ 主 荧光 发射峰 位于 １ ６ ｎ 处， ０ｎ ． ０ ０ ２ｃ ， ０４ ｍ 实测 荧 光寿 命为 ２ ７ ｓ ５ ＃ ．应用 Ｊ ｄ — ｅ ｕ ｄＯｆｌ 论 计算 了 Ｎｄ 在 Ｙ ｔ理 ＡＧ 中的强 度参 数 Ｑ （＝２ ４ ６ Ａ Ａ ， ， ）、跃 迁 的振 子 强度 、自发辐 射跃 迁 几率 、辐 射 寿命 、荧 光分 支 比等光 谱参 数 ．最 后 计算 得 到 Ｎ ： Ｇ 透 明陶 瓷 中 Ｎｄｌ： ｄＹＡ ３ 卜 Ｂ／ ２一 １１２跃 迁对 应 的受激 发射 截面 大小 为 ３８ ×１ ＿ 。ｍ 结 果表 明 。 ＮｄＹ １／ ．１ ０ １ ｃ ． ：ＡＧ透 明陶 瓷具有 较大 的受 激发射 截面 和高 的荧 光量子 效 率 （ 近 １ ０ ， 一种性 能优 良的激 光材 料 ． 接 ０ ％） 是 关 键 词 ： Ｎｄ 离子 ； ＹＡＧ透 明陶 瓷；光 谱性 质； Ｊ ｄ — ｅ 理 论 ｕ ｄ Ｏｆｌ ｔ 文献 标识码 ： Ａ
Nd_3_掺杂硫系玻璃微球荧光腔量子电动力学增强效应
Ｎｄ３＋掺杂硫系玻璃微球荧光腔量子电动力学增强效应李超然吴越豪戴世勋路来伟吕社钦沈祥张培晴许银生（宁波大学高等技术研究院红外材料与器件实验室，浙江宁波３１５２１１）摘要采用粉料漂浮高温熔融法自制Ｎｄ３＋掺杂硫系玻璃微球，研究了腔量子电动力学增强效应对稀土掺杂硫系玻璃微球荧光光谱的影响。
把直径９０．５３μｍ的硫系玻璃微球与锥腰直径１．０２μｍ的石英光纤锥耦合，将８０８ｎｍ抽运激光导入微球，荧光光谱存在分立的共振峰。
根据米氏散射理论公式，计算得到ＴＥ偏振态下基模的三个共振峰位置，确定了这三个共振峰的模式序数。
增强因子η≈１１２２，这表明微球荧光自发辐射速率增强幅度为１１２２倍。
在基模条件下对原增强因子公式进行近似化简，并利用近似公式进行估算得到η≈１１６７，误差为４％。
关键词光学器件；腔量子电动力学；米氏散射理论；硫系玻璃；微球；回音壁模式中图分类号Ｏ４３３．１；Ｏ４１３．２文献标识码Ａｄｏｉ：１０．３７８８／ＡＯＳ２０１４３４．０２２３００１ＣａｖｉｔｙＱｕａｎｔｕｍＥｌｅｃｔｒｏｄｙｎａｍｉｃＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅＥｎｈａｎｃｅｍｅｎｔＥｆｆｅｃｔｏｆＮｄ３＋－ＤｏｐｅｄＣｈａｌｃｏｇｅｎｉｄｅＧｌａｓｓＭｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓＬｉＣｈａｏｒａｎＷｕＹｕｅｈａｏＤａｉＳｈｉｘｕｎＬｕＬａｉｗｅｉＬüＳｈｅｑｉｎＳｈｅｎＸｉａｎｇＺｈａｎｇＰｅｉｑｉｎｇＸｕＹｉｎｓｈｅｎｇ（ＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＩｎｆｒａｒｅｄＭａｔｅｒｉａｌａｎｄＤｅｖｉｃｅｓ，ＡｄｖａｎｃｅｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＮｉｎｇｂｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎｉｎｇｂｏ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ３１５２１１，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＨｏｍｅｍａｄｅＮｄ３＋ｄｏｐｅｄｃｈａｌｃｏｇｅｎｉｄｅｇｌａｓｓｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓａｒｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｍｅｌｔｉｎｇｆｌｏａｔｉｎｇｇｌａｓｓｐｏｗｄｅｒａｔｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｉｔｉｓｒｅｐｏｒｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｓｐｅｃｔｒａｏｆｃｈａｌｃｏｇｅｎｉｄｅｇｌａｓｓｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅａｒｅｍｏｄｉｆｉｅｄｂｙｔｈｅｃａｖｉｔｙｑｕａｎｔｕｍｅｌｅｃｔｒｏｄｙｎａｍｉｃｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｅｆｆｅｃｔ．Ａ９０．５３－μｍｄｉａｍｅｔｅｒｃｈａｌｃｏｇｅｎｉｄｅｇｌａｓｓｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｉｓｃｏｕｐｌｅｄｗｉｔｈｔｈｅｓｉｌｉｃａｆｉｂｅｒ－ｔａｐｅｒｔｈａｔｈａｓａｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎａｌｄｉａｍｅｔｅｒｏｆ１．０２μｍ．Ａｎ８０８－ｎｍｌａｓｅｒｉｓｕｓｅｄａｓａｐｕｍｐｉｎｇｓｏｕｒｃｅｆｏｒｔｈｅｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｃａｖｉｔｙａｎｄｓｅｐａｒａｔｅｒｅｓｏｎａｎｃｅｐｅａｋｓｆｏｕｎｄｉｎｔｈｅｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｓｐｅｃｔｒａ．ＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅＭｉｅｓｃａｔｔｅｒｉｎｇｔｈｅｏｒｙ，ｐｏｓｉｔｉｏｎｓａｎｄｍｏｄｅｏｒｄｉｎａｌｓｏｆｔｈｒｅｅｒｅｓｏｎａｎｃｅｐｅａｋｓｆｏｒｔｈｅｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌＴＥｍｏｄｅａｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆｏｒｍｕｌａｆｏｒｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｔｈｅｃａｖｉｔｙｑｕａｎｔｕｍｅｌｅｃｔｒｏｄｙｎａｍｉｃｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｆａｃｔｏｒ，ｉｔｉｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｆａｃｔｏｒηｏｆｏｕｒｃｈａｌｃｏｇｅｎｉｄｅｇｌａｓｓｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｉｓ１１２２，ｗｈｉｃｈｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｅｍｉｓｓｉｏｎｒａｔｅｉｓｅｎｈａｎｃｅｄｂｙ１１２２ｔｉｍｅｓ．ＢｙｓｉｍｐｌｉｆｙｉｎｇｔｈｅｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｆａｃｔｏｒｆｏｒｍｕｌａｆｏｒｔｈｅｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌＴＥｍｏｄｅ，ｉｔｉｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｆａｃｔｏｒｅｓｔｉｍａｔｅｄｉｓ１１６７，ｗｈｉｃｈｉｎｄｉｃａｔｅｓａｎｅｒｒｏｒｒａｔｅｏｆ４％．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｏｐｔｉｃａｌｄｅｖｉｃｅｓ；ｃａｖｉｔｙｑｕａｎｔｕｍｅｌｅｃｔｒｏｄｙｎａｍｉｃｓ；Ｍｉｅｓｃａｔｔｅｒｉｎｇｔｈｅｏｒｙ；ｃｈａｌｃｏｇｅｎｉｄｅｇｌａｓｓ；ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅ；ｗｈｉｓｐｅｒｉｎｇｇａｌｌｅｒｙｍｏｄｅＯＣＩＳｃｏｄｅｓ２３０．３９９０；２７０．５５８０；３００．６１７０；１６０．２７５０收稿日期：２０１３－０８－２８；收到修改稿日期：２０１３－０９－１６基金项目：教育部新世纪优秀人才计划（ＮＣＥＴ－１０－０９７６）、宁波市新型光电功能材料及器件创新团队项目（２００９Ｂ２１００７）、宁波大学王宽诚幸福基金作者简介：李超然（１９８８—），男，硕士研究生，主要从事硫系微纳光器件方面的研究。
Nd-YAG陶瓷激光器原理、性能与应用
Nd-YAG陶瓷激光器原理、性能与应用1 前言固体激光器是最重要的一种激光器，不但激活离子密度大，振荡频带宽，能产生谱线窄的光脉冲，而且具有良好的机械性能和稳定的化学性能。
其体积小、效率高、性能稳定等特点使其成为当前光电子技术领域的一个研究热点。
对于固体激光器来说有3种重要的激光介质：单晶、玻璃和陶瓷。
单晶工作物质的激光器体积小，性能可靠、稳定，并适用于各种连续和脉冲激光器件。
但提拉法生长单晶由于其生长周期长、价格昂贵、尺寸小及掺杂浓度低，使其性能和应用范围受到限制。
多年来材料科学工作者一直试图用玻璃、微晶玻璃、多晶陶瓷作为激光工作物质来替代单晶。
激光玻璃的突出优点是制备成本低，易实现大尺寸以及高的光学均匀性，但是，玻璃的热导率[一般低于1 W/(m·K)]远低于绝大多数激光晶体的，导致激光玻璃在以高平均功率工作时，材料内部产生大的热致双折射和光学畸变；这一点在强激光领域应用时表现得尤其突出，而且其激光效率与单晶材料相比也较低。
而且玻璃的硬度不够高、荧光线宽较宽和激光振荡阈值较高，不利于作为高性能的激光材料。
激光透明陶瓷具有很多单晶和玻璃所不具备的优点：和单晶相比，透明陶瓷具有掺杂浓度高，掺杂均匀性好，烧结温度低，周期短，成本低，质量可控性强，尺寸大，形状自由度大以及可以实现多层多功能激光器等优点；和玻璃相比，透明陶瓷具有单色性好，结构组成更为理想，热导率高和可承受的辐射功率高等优点。
由于陶瓷是多晶，其内部的晶界、气孔、晶格的不完整性等都会导致材料的不透明性及增加光的散射损失，因此将其用于激光介质存在一定困难。
为了制备和单晶激光性能相当的高品质、高透明度的激光陶瓷，人们做了大量的研究工作。
在所有的材料中，立方晶系的晶体，譬如石榴石型的晶体和稀土倍半氧化物，它们在沿光轴方向上的折射率差等于零而且可以提供低对称性的格位，是制备透明陶瓷的最佳选择，其中最具代表性的是Nd:YAG 透明陶瓷。
2 激光的产生原理2.1 理论基础【波尔兹曼统计分布】根据统计力学原理，大量相同粒子(原子、离子、分子)集合处于热平衡温度下，粒子数按能级的分布服从波耳兹曼分布规律，即N 2/N1∝exp[-(E2- E1)/kT]其中N2、N1 分别为能级E2和E1 上的粒子数。
双波长LD泵浦Nd^(3+)∶YAG免温控被动调Q激光器的研究
双波长LD泵浦Nd^(3+)∶YAG免温控被动调Q激光器的研究吴航;窦飞飞;陈南亦;徐欢天;杨炳德;司光芙;董潮涌【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2024(54)5【摘要】传统的固体激光器体积、重量大,功耗高,限制了其在空间受限设备中的应用。
被动调Q的LD泵浦免温控固体激光器省去了复杂的温度控制装置,调Q机构简单,能够满足复杂温度环境的特殊应用场景的小型化、低功耗要求。
提出了基于双波长LD泵浦实现宽温度范围免温控阈值自适应的1.06μm激光脉冲输出方法。
基于Nd∶YAG晶体设计了角锥棱镜谐振腔,仿真分析了LD泵浦源到激光棒的面心距对热负载的影响,并确定4 mm的最佳面心距。
数值分析了相同泵浦功率下-40~60℃温度范围内激光静态能量输出变化,以及不同初始透过率的可饱和吸收体对激光阈值脉宽的影响。
计算结果表明在-37℃~60℃范围内,阈值脉宽都在200μs 以下,阈值脉宽最低点达到了29.4μs。
构建主波实时探测的阈值自适应调节装置并搭建实验系统,实验结果表明,在温度范围为-35~60℃时,阈值脉宽变化范围为40~180μs。
采用激光腔体一体加工成型,应用轻量化的铝合金材料,实现工程化应用,体积83.5 mm×44 mm×29.5 mm,重量约为230 g。
在23.8%初始透过率的饱和吸收体条件下实现单脉冲输出能量42 mJ,脉冲宽度5.2 ns。
【总页数】6页(P679-684)【作者】吴航;窦飞飞;陈南亦;徐欢天;杨炳德;司光芙;董潮涌【作者单位】中国电子科技集团公司第二十七研究所【正文语种】中文【中图分类】TN248.1;O436【相关文献】1.LD泵浦Cr:YAG被动调Q内腔式SrWO4锁模拉曼激光器实验研究2.LD泵浦Nd:YVO4/Cr4+:YAG被动调Q激光器性能实验研究3.无温控多波长LD泵浦方棒状Nd:YAG固体激光器4.LD泵浦的被动调QYb:YAG薄片激光器实验研究5.Er^(3+),Yb^(3+):glass/Co^(2+):MgAl_2O_4复合材料LD泵浦被动调Q微型激光器因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
Nd∶YAG激光器的特性及应用
激光是60 年代初出现的一种新型光源,激光以其高亮度、高单色性、高方向性和高相干性,引起普遍重视,并很快在工农业生产、科学技术、医疗、国防等各个领域得到广泛应用。
激光医学是激光技术与医疗科学有机结合的产物,激光在70 年代开始广泛用于临床;90 年代,随着新型激光器的研制成功,激光与医疗、生物组织科学紧密结合,研究范围日益扩大。
Nd:YAG 激光器以其增益高、阈值低、量子效率高、热效应小、机械性能良好、适合各种工作模式(连续、脉冲) 等特点,在当今各种固体激光器中应用物质相互作用的效果是不同的, 不同波长的Nd:YAG激光器采用连续、脉冲等方式工作使激光与不同部位的生物组织相互作用,可以获得良好的疗效。
医用Nd:YAG 激光器在外科手术、眼科、牙科、口腔科、耳鼻喉科、皮肤科、美容等方面应用广泛,特别是治疗皮肤色素性疾病,有创伤小、愈合好、无疤痕等独特优点,本文主要介绍Nd:YAG 激光器的特性以及在治疗皮肤疾病方面的应用,使读者了解各种激光器的性能及不同种类激光治疗仪的治疗效果。
一、Nd:YAG 激光器的特性能产生激光的系统,称为激光器。
一台简单的激光器通常由工作物质、泵浦源和谐振腔三部分组成。
自1960 年第一台激光器诞生以来,已有上百种激光器问世。
形形色色的激光器彼此之间差异极大,根据产生激光的工作物质,有气体、液体、固体和半导体激光器等。
固体激光器是以固态基质中掺入少量激活元素为工作物质的激光器,工作物质的物理化学性能主要取决于基质材料,而其光谱特性主要由发光粒子的能级结构决定。
但发光粒子受基质材料的影响,其光谱特性将有所变化,有的甚至变化很大。
用作基质的主要有刚玉、石榴石晶体及各种玻璃等。
发光粒子称为激活离子,最常用的激活离子为钕、铬等稀土元素离子。
例如世界上第一台激光器所用工作物质为红宝石,就是掺入极少量铬离子的刚玉。
以掺有一定量钕离子(Nd3 + ) 的钇铝石榴石( YAG) 晶体为工作物质的激光器,称为掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG) 激光器。
Nd3+掺杂碱士氟化物晶体的生长、光谱及激光性能研究的开题报告
Nd3+掺杂碱士氟化物晶体的生长、光谱及激光性能研究的开题报告1.研究背景与意义激光技术在现代科技领域已有广泛应用，其应用范围不断扩大。
然而，晶体激光器的效率和性能受到晶体材料的限制。
其中，碱金属离子掺杂被认为是一种有效的提高激光性能的方法。
在此背景下，我们计划研究Nd3+掺杂碱士氟化物晶体的生长、光谱及激光性能。
2.研究内容首先，我们将采用Czochralski生长法制备Nd3+掺杂碱士氟化物晶体样品，并对其进行X射线衍射、热重分析等分析测试，确定其结构和热稳定性。
其次，我们将研究Nd3+掺杂碱士氟化物晶体的光谱特性。
通过荧光光谱、吸收光谱等测试手段，研究其吸收带和荧光特性相关参数，如吸收截面、波长、荧光寿命等，探究Nd3+离子在碱士氟化物晶体中的光学行为。
最后，我们将研究Nd3+掺杂碱士氟化物晶体的激光性能。
主要包括光学增益特性、激光阈值、输出功率等性能参数的测试，并对其性能影响因素进行深入分析，比如温度、能级占据数等因素。
3.研究方法生长方面：采用Czochralski法生长碱士氟化物晶体样品；测试分析方面：采用X射线衍射、热重分析等手段分析晶体结构和热稳定性；采用荧光光谱、吸收光谱等测试手段研究其光谱特性；采用等离子体增益法测试其激光性能。
4.预期成果完成本课题的研究后，我们有望获得如下成果：1）成功生长出高质量的Nd3+掺杂碱士氟化物晶体样品；2）探究了Nd3+离子在碱士氟化物晶体中的光学行为，获得其荧光、吸收等特性参数；3）对Nd3+掺杂碱士氟化物晶体的激光性能进行了测试，比如激光阈值、输出功率等，并得到了性能影响因素的分析结果。
5.研究意义本研究的成果将有助于深入探究碱士氟化物晶体材料中的激光增益机制，为今后碱士氟化物晶体激光器的研制提供理论依据和实验基础。
同时，本研究也将为提高碱金属离子掺杂晶体材料激光性能提供新的思路和方法。
Nd 3+掺杂浓度对无水冷Nd：YAG激光器输出特性的影响
Ｖ０１４ ．０ ＮＯ． ５
红 外 与 激 光 工 程
Ｉ ｆａ ｅ ｎ ｓ ｒＥｎ ｉ ｅ ｒｎ ｎ ｒ ｒ ｄ ａ ｄ Ｌａ ｅ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ
２１ ０ １年 ５月
Ｍａ ｖ ２０１ １
ห้องสมุดไป่ตู้
Ｎ ３ 杂 浓 度对 无 水 冷 Ｎ ＂Ａ 激 光 器 输 出特 性 的影 响 ｄ＋ 掺 ｄＹ Ｇ
浦的无 水 冷 Ｎ ： Ａ 激光 器 的 Ｎ Ｉ掺 杂 浓度 与激 光 建立 时 间、输 出能量 、脉 宽 等参 量的 定量 关 系曲 ｄＹ Ｇ （ ３
线， 实验 结 果 与 理 论 分 析 结 果 基 本 相 符 。 关 键 词 ：Ｎ ３ 杂 浓 度 ； 电 光 调 Ｑ； 侧 面 泵 浦 ； 无 水 冷 ； Ｎ ： Ｇ 激 光 器 ｄ掺 ｄＹＡ 中 图 分 类 号 ： Ｎ ６ Ｔ ２１ 文 献标 志码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１０ — ２ ６２ １ ）５ ０ １ — ５ ０ ７ ２ ７ （０ １０ — ８ ７ ０
Ｃ ｅ ｉｙ ， ｎ ｉ ＷａｇＣ ａ ， ｕＹｏｇｉ Ｇ ｏＴ ｏ Ｙ ｈｑａｇ Ｊ ｕ ｎ ｙ ｎ ｈｎ Ｘ ｎ ｕ Ｗａ ｇＤ ， ｎ ｈ ｏ Ｙ ｎ ｊ ａ ａ ， ｕＺ ｉｉ ， ｉ Ｇ ａｇ ｏ ｇ ， ｎ ｎ
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Nd∶YAG激光器的特性及应用
激光是60 年代初出现的一种新型光源,激光以其高亮度、高单色性、高方向性和高相干性,引起普遍重视,并很快在工农业生产、科学技术、医疗、国防等各个领域得到广泛应用。
激光医学是激光技术与医疗科学有机结合的产物,激光在70 年代开始广泛用于临床;90 年代,随着新型激光器的研制成功,激光与医疗、生物组织科学紧密结合,研究范围日益扩大。
Nd:YAG 激光器以其增益高、阈值低、量子效率高、热效应小、机械性能良好、适合各种工作模式(连续、脉冲) 等特点,在当今各种固体激光器中应用物质相互作用的效果是不同的, 不同波长的Nd:YAG激光器采用连续、脉冲等方式工作使激光与不同部位的生物组织相互作用,可以获得良好的疗效。
医用Nd:YAG 激光器在外科手术、眼科、牙科、口腔科、耳鼻喉科、皮肤科、美容等方面应用广泛,特别是治疗皮肤色素性疾病,有创伤小、愈合好、无疤痕等独特优点,本文主要介绍Nd:YAG 激光器的特性以及在治疗皮肤疾病方面的应用,使读者了解各种激光器的性能及不同种类激光治疗仪的治疗效果。
一、Nd:YAG 激光器的特性能产生激光的系统,称为激光器。
一台简单的激光器通常由工作物质、泵浦源和谐振腔三部分组成。
自1960 年第一台激光器诞生以来,已有上百种激光器问世。
形形色色的激光器彼此之间差异极大,根据产生激光的工作物质,有气体、液体、固体和半导体激光器等。
固体激光器是以固态基质中掺入少量激活元素为工作物质的激光器,工作物质的物理化学性能主要取决于基质材料,而其光谱特性主要由发光粒子的能级结构决定。
但发光粒子受基质材料的影响,其光谱特性将有所变化,有的甚至变化很大。
用作基质的主要有刚玉、石榴石晶体及各种玻璃等。
发光粒子称为激活离子,最常用的激活离子为钕、铬等稀土元素离子。
例如世界上第一台激光器所用工作物质为红宝石,就是掺入极少量铬离子的刚玉。
以掺有一定量钕离子(Nd3 + ) 的钇铝石榴石( YAG) 晶体为工作物质的激光器,称为掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG) 激光器。
端面泵浦Nd：YAG板条激光器仿真设计(终稿)
分类号：TN242 U D C：D10621-408-(2015)0896-0 密级：公开编号：2011031005成都信息工程大学学位论文端面泵浦Nd:YAG板条激光器仿真设计论文作者姓名：张博欣申请学位专业：电子科学与技术申请学位类别：工学学士指导教师姓名（职称）：何修军（副教授）论文提交日期：2015年05月26日端面泵浦Nd:YAG板条激光器仿真设计摘要端面泵浦Nd:YAG板条激光器以高增益、高效率、低阈值的优点被广泛研究与应用。
本文简述了固体激光器的研究现状与发展，从激光基本原理出发，了解板条激光器的结构与理论分析。
运用LASCAD软件仿真，对端面泵浦Nd:YAG 板条激光器进行仿真设计。
改变参数条件，对板条长度、入射泵浦功率、束腰的光斑尺寸、参考温度、晶体放置位置等6个方面进行了仿真计算。
比较温度与折射率特性曲线的变化，以及输出功率的差异。
结果得到，板条长度越长激光输出功率越高，左端泵浦比双端泵浦方式输出更高。
而透镜的曲率半径都为负的条件下，选择较低的参考温度、较小的束腰的光斑尺寸的同时，要满足很好的温度与折射率特性，又要保证较高的输出功率。
仿真实验中对Nd:YAG板条激光器在小功率方面的相关参数研究，对高平均功率板条激光器的研究与发展具有一定的参考意义。
关键词：端面泵浦；Nd:YAG；板条激光器；输出功率；LASCADSimulation Design of End-pumped Nd:YAG LaserAbstractThe advantages of high gain, high efficiency and low threshold for end pumped Nd:YAG slab lasers are widely studied and applied. This paper briefly described the research status and development of solid state laser. It also introduced the basic principles of laser, the structure and theoretical analysis of slab laser. In this paper, we used the LASCAD software to design the end-pumped Nd:YAG slab laser. We changed the parameter condition to obtain the simulation design, including these six aspects that the slab length, the incident pump power, the waist spot size, the reference temperature, the radius of curvature and so on. The difference of the temperature and refractive index curves and the output power are compared. The results showed that the output efficiency of left end-pumped is better than double-pumped mode. The longer the length of the slab is, the higher the laser output power is. When the curvature radius of lens were both negative, choose lower temperature of reference, the waist spot size should satisfy a good temperature and the refractive index characteristics, and also to ensure the high output power. In the simulation experiment, Studied on the correlation parameters of Nd:YAG slab laser with the small power, have reference value of the research and development of high average power slab laser.Key words:Nd:YAG; Slab laser; end pumped; pumping power; LASCAD目录论文总页数：26页1 引言 (1)2 激光基本原理 (1)2.1 光与物质的相互作用 (1)2.2 激光产生的条件 (5)2.3 激光器的构成 (5)3 Nd:Y AG板条激光器 (8)3.1 Nd:YAG晶体 (8)3.2 板条激光器 (8)3.2.1 板条激光器的工作原理 (8)3.2.2 板条激光器的理论分析 (9)4 Nd:Y AG板条激光器仿真设计 (10)4.1 Nd:YAG激光器基本参数设定 (10)4.2 板条长度对激光器的影响 (11)4.3 入射泵浦功率对激光器的影响 (14)4.4 束腰的光斑尺寸对激光器的影响 (15)4.5 参考温度对激光器的影响 (17)4.6 晶体放置位置对激光器的影响 (19)4.7 曲率半径对激光器的影响 (21)结论 (23)参考文献 (23)致谢 (25)声明 (26)1 引言固体激光器应用非常广泛，特别是科研、医学、工业、通信等领域。
ndyag晶体参数
ndyag晶体参数介绍Nd:YAG（锗酸铥钇）晶体是一种重要的激光材料，它具有广泛的应用领域，如激光器、光纤通信、医学和科学研究等。
在设计和优化Nd:YAG激光器时，我们需要了解其参数及其对激光器性能的影响。
本文将全面、详细、完整地探讨Nd:YAG晶体的参数及其在激光器领域的应用。
结构和性质结构Nd:YAG晶体是一种四方晶系晶体，其晶格结构类似于NaCl，由钇（Y）和锗酸根（AlO6）组成。
掺杂稀土离子铥（Tm）能够提供激发能级和荧光能级，它们在晶体中取代铝离子。
基本性质•密度：Nd:YAG晶体的密度大约为4.5 g/cm^3。
•折射率：Nd:YAG晶体的折射率在激光器中起到至关重要的作用，通常为1.82。
•热导率：Nd:YAG晶体具有较高的热导率，大约为0.14 W/(cm·K)。
•热膨胀系数：Nd:YAG晶体的热膨胀系数非常小，大约为6.86×10^-6 K^-1。
参数及其影响掺杂浓度Nd:YAG晶体的掺杂浓度决定了晶体的激光性能。
较高的掺杂浓度可以提高激光器的增益，但也会增加自吸收衰减。
通常，掺杂浓度在0.5-1.2%之间。
激光截面激光截面是指Nd:YAG晶体中激光发射（荧光）的横截面积。
它受到晶体的大小和形状的影响。
较大的激光截面可以提供更高的激光输出功率。
吸收截面吸收截面是指Nd:YAG晶体中吸收外部注入光的横截面积。
较大的吸收截面可以提供更高的激光器效率。
自吸收衰减自吸收衰减是指Nd:YAG晶体中由于高掺杂浓度引起的激光吸收。
较高的掺杂浓度会导致自吸收衰减增加，从而降低激光器的效率和输出功率。
热效应Nd:YAG晶体具有较高的热导率，但仍然会受到热效应的影响。
高功率激光通过晶体时会产生热量，导致晶体温度升高，进而引起折射率的变化。
这种热效应会影响激光束的质量和输出稳定性。
应用激光器Nd:YAG晶体是最常用的固体激光材料之一。
由于其优异的光学性质和较长的寿命，它在激光器领域有着广泛的应用。
NdYAG激光器的特性及其在医学领域的应用
Nd:YAG激光器的特性及其在医学领域的应用newmaker激光是60年代初出现的一种新型光源，激光以其高亮度、高单色性、高方向性和高相干性，引起普遍重视，并很快在工农业生产、科学技术、医疗、国防等各个领域得到广泛应用。
激光医学是激光技术与医疗科学有机结合的产物，激光在70 年代开始广泛用于临床;90 年代，随着新型激光器的研制成功，激光与医疗、生物组织科学紧密结合，研究范围日益扩大。
Nd:YAG 激光器以其增益高、阈值低、量子效率高、热效应小、机械性能良好、适合各种工作模式(连续、脉冲) 等特点，在当今各种固体激光器中应用物质相互作用的效果是不同的，不同波长的Nd:YAG激光器采用连续、脉冲等方式工作使激光与不同部位的生物组织相互作用，可以获得良好的疗效。
医用Nd:YAG 激光器在外科手术、眼科、牙科、口腔科、耳鼻喉科、皮肤科、美容等方面应用广泛，特别是治疗皮肤色素性疾病，有创伤小、愈合好、无疤痕等独特优点，本文主要介绍Nd:YAG 激光器的特性以及在治疗皮肤疾病方面的应用，使读者了解各种激光器的性能及不同种类激光治疗仪的治疗效果。
一、Nd:YAG 激光器的特性能产生激光的系统，称为激光器。
一台简单的激光器通常由工作物质、泵浦源和谐振腔三部分组成。
自1960 年第一台激光器诞生以来，已有上百种激光器问世。
形形色色的激光器彼此之间差异极大，根据产生激光的工作物质，有气体、液体、固体和半导体激光器等。
固体激光器是以固态基质中掺入少量激活元素为工作物质的激光器，工作物质的物理化学性能主要取决于基质材料，而其光谱特性主要由发光粒子的能级结构决定。
但发光粒子受基质材料的影响，其光谱特性将有所变化，有的甚至变化很大。
用作基质的主要有刚玉、石榴石晶体及各种玻璃等。
发光粒子称为激活离子，最常用的激活离子为钕、铬等稀土元素离子。
例如世界上第一台激光器所用工作物质为红宝石，就是掺入极少量铬离子的刚玉。
以掺有一定量钕离子(Nd3 + ) 的钇铝石榴石( YAG)晶体为工作物质的激光器，称为掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG) 激光器。
掺Tm3论文：掺Tm3光纤激光器输出特性掺杂浓度端面研磨稳定性
掺Tm3+论文：掺Tm3+ 光纤激光器输出特性掺杂浓度端面研磨稳定性【中文摘要】掺铥光纤激光器发射谱覆盖1.5μm至2.2μm波段,其中含有两个大气窗口和一个强水吸收峰,由于其波段位于人眼安全区,所以被广泛的应用于激光医学、遥感探测、激光雷达、军事等领域,是光纤激光器领域里的研究热点。
本文从理论和实验方面对掺Tm3+双包层光纤激光器进行了研究。
主要内容如下：1介绍掺铥光纤激光器的基本原理,归纳和阐述了双包层光纤激光器的关键技术。
研究了铥元素的能级结构特点,对其光谱特性进行了分析,在此基础上介绍了掺Tm3+光纤激光器的三种泵浦方案3H6→3F4、3H6→3H5、3H6→3H4,并就三种泵浦方案的泵浦过程进行了分析。
3H4能级在其泵浦波长处的吸收截面远大于3H5和3F4能级,3H6→3F4泵浦方案属于二能级系统,难以实现粒子数反转,而3H5能级存在激发态吸收,理论得出3H6→3H4的泵浦方案较优2理论上,从速率方程出发,建立了掺Tm3+双包层光纤激光器的理论模型,获得了激光器泵浦阈值功率和输出光功率的解析表达式。
使用COMSOL软件模拟出光在光纤传输过程中的基模分布。
在MATLAB仿真环境中,进一步分析泵浦光和信号光功率分布、光纤长度、后腔镜反射率、阈值功率、掺杂浓度以及泵浦结构对输出功率的影响。
3实验上,对实心双包层光纤和光子晶体光纤端面进行研磨处理,并对比机器研磨和手工研磨两种技术,改进和提高相关实验操作技术。
其次搭建和调试掺铥光纤激光器系统,采用前端泵浦技术,实现2.89W激光输出,斜率效率为27.5%,不稳定度为3.7%。
【英文摘要】Emission spectra of Tm3+-doped fiber laser which contains two atmospheric windows and a strong water absorption peak covers from 1.5μm to 2.2μm. Because the wavelength is safe to man’s eyes, it is being applied in many areas such as laser medicine, long-distance detective systems, laser radar, and military fields, and it is a new research focus in the fiber laser field.In this paper, Tm3+-doped double clad fiber laser is researched in theory and experiment. The main contents are summarized as follows:1 The basic theory of Thulium-doped fiber laser is introduced, and the key technologies of double-clad fiber lasers are introduced and elaborated. For the energy level structure of thulium, we researched the characteristic of it and analyzed the absorption spectrum, present three kinds of pump scheme of the Tm3+-doped fiber laser:3H6→3F4、3H6→3H5、3H6→3H4,and analysis the pumping process. The absorption cross section of 3H4 at the pump wavelength is larger than the others, the pumping scheme of 3H6→3F4 is hard to reverse the particle for it is two energy system, the energy 3H5 has excite state absorption, than, conclude that the pumping scheme 3H6→3H4 is more excellent.2. In theory,based on the rate equations, an analytical model of Tm3+-doped double clad fiber laser is developed, and the analytical expressions of output power and threshold pump power of fiber laser are obtained. The distribution and transmission of the fiber fundamental mode are simulated by the COMSOL software. The power distribution of pumping light and signal light in fiber, fiber length, rear cavity mirror reflectivity, threshold power, doping concentration and pump geometry which can influence the characteristic of the fiber laser are deeply investigated in the MATLAB simulation environment.3. In experiment, comparing the technology of hand-grinding with machine-polishing, end face of solid double-clad fiber and photonic crystal fiber are primarily grinded with the details of experimental operation technique being improved. TheTm3+-doped fiber laser with Fabry-Perot cavity is carried out, and the maximum output power obtained is 2.89W, and the slope efficiency is up to 27.5%, and the instability is 3.7%. The experimental results and some problems are reasonably analyzed, and then some ideas and suggestions are presented.【关键词】掺Tm3+ 光纤激光器输出特性掺杂浓度端面研磨稳定性【英文关键词】Tm3+-doped fiber laser outputcharacteristic doping concentration end facegrinding stabilit【目录】掺铥双包层光纤激光器理论和实验研究摘要4-5Abstract5第1章绪论9-14 1.1 引言9 1.2 掺铥光纤激光器的特点及应用9-11 1.3 掺铥光纤激光器的国内外研究现状11-12 1.3.1 掺铥光纤激光器的国外研究现状11-12 1.3.2 掺铥光纤激光器的国内研究现状12 1.4 本文的主要研究内容12-14第2章掺铥光纤激光器的基本原理14-27 2.1 掺铥光纤激光器的工作原理及结构14-15 2.2Tm~(3+)离子的能级结构及光谱特性15-19 2.2.1 Tm~(3+)离子的能级结构15-18 2.2.2 Tm~(3+)离子的光谱特性18-19 2.3 双包层光纤激光器的关键技术19-27 2.3.1 双包层光纤的结构19-20 2.3.2 光纤包层泵浦耦合技术20-24 2.3.3 双包层光纤激光器的谐振腔结构24-27第3章掺铥双包层光纤激光器激光特性理论分析和数值模拟27-42 3.1 速率方程27-29 3.2 光纤激光器的传输特性29-32 3.3 掺铥光纤激光器输出特性的数值模拟32-42 3.3.1 信号光与泵浦光功率沿光纤的分布33-35 3.3.2信号光功率与泵浦光功率的关系35 3.3.3 信号光功率与后腔镜反射率的关系35-37 3.3.4 光纤长度和后腔镜反射率对阈值功率的影响37-39 3.3.5 掺杂浓度以及泵浦方式对信号光和泵浦光功率的影响39-42第4章掺铥双包层光纤激光器的实验研究42-55 4.1 掺铥光纤激光器的实验装置42-46 4.1.1 泵浦源特性43-44 4.1.2 掺铥双包层光纤44-45 4.1.3 掺铥光纤激光器谐振腔45-46 4.1.4 耦合系统46 4.2 实验研究与结果分析46-55 4.2.1 光纤端面处理46-49 4.2.2 搭建和调试掺铥光纤激光器系统49-50 4.2.3 掺铥激光器的输出特性50-51 4.2.4掺铥光纤激光器功率稳定性51-53 4.2.5 实验结果分析53-55第5章总结与展望55-57 5.1 总结55 5.2 展望55-57参考文献57-60发表的论文及参加的科研项目60-61致谢61【采买全文】1.3.9.9.38.8.4.8 1.3.8.1.13.7.2.1 同时提供论文写作一对一辅导和论文发表服务.保过包发【说明】本文仅为中国学术文献总库合作提供，无涉版权。
低阈值Nd：YAG激光器腔设计及输出特性研究
所 、天津大学、山西大学和中科院物理所等多家研 增益介质上 ，必须对泵浦光束进行光束变换（耦合）。
究单位先后 开展 了对 ＤＰＳＳＬ的研究 。随着大功率
泵浦耦 合方式主要有端 面泵浦 和侧面泵浦两
ＬＤ输出功率不断提高 ，新 型激光 晶体、非线性 晶 种 。本 实验 采 用端 面泵 浦方式 ，该 方 式适 用于 中小
中图分类号 ：ＴＮ２４８
文献标识码 ：Ａ
文章 编号 ：１６７１—１３５１ （２０１８）０２—００１２—０３
近年来 ，激光器技术得到了迅速的发展 ，在工 运 转稳 定 ，造价低 廉 。
业 、医疗 、商业、科研 、信息和军事等领域中的应
用也越来越多 。［１－卅半导体泵浦固体激光器 （Ｄｉｏｄｅ—ｏｓｓ实 现了第一 台 ＬＤ泵浦 组合透镜对泵浦光束进行整形变换 ，各透镜表面均
Ｎｄ：ＹＡＧ激光器 。ｍＮｄ：ＹＡＧ激光晶体具有优 良的光 镀有对泵浦光的增透膜以减小耦合系统对 ＬＤ泵浦
学 、化学 、热 学 和机械 性能 ，是 目前 应用 最 广泛 的 光的损耗 ，该方式对泵浦光 的耦合效 率高 ，ＬＤ泵
ＬＤ泵 浦 ，谐 振 腔 为 平 一凹直 腔 ，利 用 全 国产 化 元 １００ｍｍ，透 镜 表面 均镀 有对 泵浦 光 的增 透膜 ；泵 浦
件 ，搭建 了一台低 阈值 Ｎｄ：ＹＡＧ激光器 ，该激光器 镜为平面镜 ，表面镀有对泵浦光 （８０８ｎｍ）透过率
收稿 日期 ：２０１８—０３—０９ 作者 简介 ：令维军 （１９６８一），男 ，甘肃 武山人 ，天水 师范学 院电信 与电气 工程学院教授 ，天水师范学院激光技术研究所所长 ，硕士研究生 导 师，中国科学 院西安光机所客座教授 ，博士。 基金项 目：２０１４国家 自然科学基金项 目 “锁模运转 的低 阈值掺铥激光器” （ＮＯ．６１４６５０１２）、２０１５国家 自然科 学基金项 目 “太 阳能光伏 ＬＤ抽 运 的近 红外低 阈值激光 器” （ＮＯ．６１５６４００８）、２０１７国家 自然科学基 金面 上项 目 “全 固化 掺铥激 光同步 泵浦 的中红外 飞秒光参 量振荡 器” （ＮＯ．１１７７４２５７）、２０１４国家 自然科学基金项 目 “基于神经 网络的 中药材显微 图像处理与 分析” （ＮＯ．６１４６１０４６）、２０１６国家 自然科 学基金项 目 “基于有机异质结 为连接层 的叠层有机 电致发光器件 光电性 能的数值研究” （ＮＯ．６１６６５０１０）、２０１５年度甘肃省高等 学校科 研项 目 “一般 斜 人射条 件下 夫琅禾 费衍射场研究 ”（２０１５Ｂ一１０３）、２０１８年度天水市科技计划项 目 “太 阳能驱动的全固态低阈值 激光器研究 ”阶段性成果
不同掺杂离子浓度对Yb：YAG微片激光器性能的影响
１６ ７
长
春
大
学
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报
第２ ２卷
浦 功率 阈值 低 于 １ ３ ｎ 的 ， 光器会 在 １４ ｎ ００ｍ 激 ０ ９ ｍ振 荡 。 当 Ｔ １ ％时 ， ０ 有用 的输 出耦合 损 耗大 ， 由于 １４ ｎ ０９ ｍ 发射 截 面小 于 １３ ｎ 的 ，０ ９ ｒ ００ ｍ １４ ｎｎ的吸收 泵浦 功率 阈值 大 于 １ ３ ｎ 的 ， ００ｍ 因此激 光在 １ ３ ｎ ０ ０ ｍ振 荡 。 取 Ｌ＝ ．４、 ＝ｌ ｍ、 浦光斑 半 径分 别为 ６ １ 和 ｌＯ ￣ 时 ， 到不 同泵 浦 条件 下 的输 出 功率 与 输 出 ００ ｆ ｍ 泵 ０ｘ ｍ Ｏｐ ｍ 得 镜透 过率 的关 系如 图 ６和 图 ７所示 。
第２ ２卷
第 ２期
长
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Ｖｏ ． ２ Ｎｏ ２ １２ ．
Ｆｅ ｂ． ２ ２ ０１
２１ ０ ２年 ２月
Ｊ ＵＲＮＡＬ ＯＦ Ｃ Ｏ ＨＡＮＧＣ ＨＵＮ ＵＮ ＶＥ Ｉ Ｙ Ｉ ＲＳ Ｔ
不 同掺 杂 离 子 浓 度 对 Ｙ ： Ａ 微 片激 光 器 性 能 的影 响 ｂＹ Ｇ
率 。激光 工作 物 质作 为 固体激光 器 的重要 组 成部 分是 设计 激 光器 首 先要 考 虑 的 因素 ， 决 定着 激 光 器 的性 它 能， 在掺 镱 固体 激 光材 料 中 ，ｂ Ｙ Ｇ 晶体是 研 究 颇 多 的激 光增 益介 质 材 料 ，ｂ Ｙ Ｇ 晶体有 一些 独 特 的优 Ｙ ：Ａ Ｙ ：Ａ
射截面， 它与温度有关 和 为 Ｙ ： Ａ ｂ Ｙ Ｇ晶体在激光终态能级和上能级 的 Ｂ ｈｍ ｎ ｏｚ ａｎ因子 ＝ ＋ 。ｒ 为 ，
全固态单模Nd_YAG激光器输出特性优化的实验研究
第 2期
2007 年 4月
激 光 技 术 LASER TECHNOLOGY
Vo. l 31, N o . 2 A pr i, l 2007
文章编号 :
1001 3806( 2007) 02 0144 03
全固态单模 Nd YAG 激光器输出特性优化的实验研究
李斌成 ( 中国科学院 光电技 术研究所 , 成都 610209) 摘要 : 为了实现高功率全固 态激光器的高输出光束质量 , 使用 1mm 直径 N d YAG 激光棒和单 一二极管激 光模块侧 面抽运的简单激光腔设 计来实现功率高于 10W、 光束质量接 近衍射极 限的 T EM 00 模输 出。通过 使用小口 径激光 棒抑制 高阶横模振荡、 曲面后反镜和负透镜组合补偿热透镜效应和实验优化后反镜 的曲率半径、 负透镜的焦距以及激 光腔腔长 等结构参数使激光器输出功率和 光束圆率同时 达到 最大 , 实现 了平 均功率 10. 8 W、 脉 冲宽度 15ns 、 光斑 圆率 98. 8% 0. 8 %、 M 2 值为 1 . 1 的近衍射极限光束输出。结果表明 , 通过使用小口径激光 棒提高激光器输出光束质量工程上可行。 关键词 : 激光器 ; 光束质量 ; 激光腔设 计 ; 激光二极管侧面抽运 中图分类号 : TN 248 . 1 文献标识码 : A
因此本设计不适合激光器工作在khz之下采用1mm直径激光棒抑制高阶横模振荡和单一二极管激光模块侧面抽运的简单结构通过使用曲面后反镜和负透镜组合补偿热透镜效应实现了功率高10w光束质量接近衍射极限的tem00模光束输出在此设计的基础上对高于10w的输出光束进一步放1064nm的光束实现了二倍频和三倍频单横模输出532nm355nm波长的输出功率在无放大级时分别达到了5w达到了15w10w光斑圆率优于90gowerindustriaapplicationlaseicromachticsexpress20005667
Nd:YAG激光器输出特性的研究
Nd：YAG激光器输出特性的研究
王海林;周卓尤;曹红兵;黄维玲
【期刊名称】《激光杂志》
【年(卷),期】2002(23)6
【摘要】运用激光谐振腔的矩阵理论 ,详细分析了内含热透镜的平 -平腔的稳定特性。
在理论分析的基础上 ,设计了腔参数进行了实验验证。
在实验中还分别测量了谐振腔失调角度及棒相对谐振腔轴线的倾斜角度对激光输出功率的影响。
【总页数】2页(P7-8)
【关键词】Nd:YAG激光器;输出特性;谐振腔;稳定性;失调
【作者】王海林;周卓尤;曹红兵;黄维玲
【作者单位】华中科技大学激光研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TN248.13
【相关文献】
1.Nd:YAG电光调Q泵浦固体激光器输出特性研究 [J], 张科;李兰兰;孙春艳;余海军
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3.Cr~(4+):YAG被动调Q Nd:YAG陶瓷激光器输出特性研究 [J], 应建新;张彬;廖皓杰;徐学珍
4.LD侧泵Nd:YAG声光调Q激光器输出特性的实验研究 [J], 邬家成;沈慧娟
5.Cr4+:YAG被动调Q激光器脉冲输出特性研究 [J], 白青山
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Nd:YAG激光器的热透镜效应及其对激光输出的影响
Nd：YAG激光器的热透镜效应及其对激光输出的影响
余本海;倪永军;娄国营
【期刊名称】《信阳师范学院学报：自然科学版》
【年(卷),期】2004(17)2
【摘要】对Nd:YAG激光器的热透镜效应进行了分析,给出了实验测量动态热效应的方法.利用矩阵光学的方法,分析了热透镜效应对激光输出功率和光束质量的影响,并计算了两种谐振腔参数下的束腰宽度ω0、远场发散角θ0和模体积V随热焦距f的变化情况.
【总页数】4页(P166-169)
【关键词】Nd:YAG激光器;热透镜效应;光束质量;模体积
【作者】余本海;倪永军;娄国营
【作者单位】信阳师范学院物理电子工程学院;信阳师范学院计算机系;通许一中【正文语种】中文
【中图分类】TN248.1
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3.热透镜效应补偿的高功率Nd∶YAG 激光器的优化设计 [J], 吴羽;龙晓莉;焦中兴;何广源;张倩
4.大功率LD抽运Nd:YVO4激光器热透镜效应对输出特性的影响 [J], 李健;付殿岭;王衍子;王翠玲;危芹
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高掺杂浓度Nd∶YAG微片激光器获得高效激光输出
高掺杂浓度Nd∶YAG微片激光器获得高效激光输出
董俊;邓佩珍
【期刊名称】《红外与毫米波学报》
【年(卷),期】2002(021)0z1
【摘要】用温度梯度法成功地生长了高掺Nd∶YAG晶体(Nd掺杂浓度高达
3at.%).采用脉冲和连续的钛宝石激光器作为抽运源,对掺杂浓度分别为2at.%和3at.%的Nd∶YAG晶体微片进行了激光实验,获得了高效的激光输出.
【总页数】4页(P31-34)
【作者】董俊;邓佩珍
【作者单位】中国科学院上海光学精密机械研究所,上海,201800;中国科学院上海光学精密机械研究所,上海,201800
【正文语种】中文
【中图分类】TN24
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1.高功率Yb:YAG微片激光器热效应研究 [J], 李隆;董武威;史彭;甘安生;许启明
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ndyag波段 -回复
ndyag波段-回复标题：深入理解Nd:YAG波段及其应用Nd:YAG，全称为钕钇铝石榴石，是一种重要的激光晶体材料，其在激光技术领域中有着广泛的应用。
特别是在Nd:YAG波段，其独特的光学特性使得它在工业、医疗、科研等诸多领域都有着不可替代的地位。
以下我们将逐步探讨Nd:YAG波段的特性和应用。
一、Nd:YAG波段的基本特性Nd:YAG晶体的主要成分是钇铝石榴石（Y3Al5O12），其中掺杂了钕离子（Nd3+）。
Nd:YAG晶体的工作波段主要在近红外区域，具体来说，其主峰波长为1064纳米。
这个波段的光具有较强的穿透力和较低的吸收率，因此在许多应用中具有显著的优势。
Nd:YAG晶体的激光产生机制主要是通过Nd3+离子在四个能级间的电子跃迁实现的。
当Nd:YAG晶体被外部光源（如闪光灯或氙灯）照射时，Nd3+离子吸收光能并被激发到较高的能级。
随后，这些被激发的离子通过非辐射跃迁达到亚稳态的能级，并在适当的条件下通过辐射跃迁释放出1064纳米的光子，形成激光。
二、Nd:YAG波段的应用1. 工业切割与焊接由于Nd:YAG波段的光具有高强度和高聚焦性，因此在工业切割和焊接中得到了广泛应用。
Nd:YAG激光器可以精确地切割各种金属和非金属材料，如钢铁、铝、铜、塑料、陶瓷等，且切割边缘平滑，热影响区小。
同时，Nd:YAG激光焊接也因其深度大、精度高、变形小的特点，在精密仪器制造、汽车制造、航空航天等领域有着重要应用。
2. 医疗治疗在医疗领域，Nd:YAG激光器主要用于眼科手术、皮肤科治疗和牙科手术等。
例如，在眼科手术中，Nd:YAG激光可用于进行虹膜切除术、后囊切开术等，其精确的切割能力和较小的热损伤风险使其成为眼科手术的理想工具。
在皮肤科治疗中，Nd:YAG激光可用于去除纹身、治疗血管瘤、痤疮疤痕等，其深达皮肤真皮层的穿透能力能够有效作用于深层病变组织。
3. 科研与测量Nd:YAG波段的激光在科研和测量领域也有着广泛的应用。
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红外与激光工程第40卷
出，人造物墙面和空调侧面的光谱曲线较为接近，与黑体的光谱曲线类似，而自然物叶子的光谱曲线则有较多的起伏。
5结论
针对光栅分光的长波红外高光谱系统的特点，提出基于光谱的非均匀性校正方法。
实验结果表明，该方法能够很好地完成高光谱图像非均匀性校正功能，不具有场景依赖的特点，并且保持了目标信号的原始光谱特性。
提取目标的光谱特征时，在经典的两点法的基础上，对目标真值的计算方法进行了一些修正，去除焦平面响应非均匀性的影响，还原出目标的光谱特征曲线。
将此法应用于其他温度的黑体，得到的光谱曲线与黑体理论的光谱曲线相符，并得到了高光谱图像上不同景物目标对应的光谱曲线。
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Nd 3+掺杂浓度对无水冷Nd:YAG 激光器输出特性的影响
陈薪羽，王
迪，王
超，于永吉，高
涛，于志强，金光勇
(长春理工大学理学院激光技术研究所，吉林长春130022)
摘
要：采用理论分析与计算机模拟相结合的方法，研究了钕离子掺杂浓度对LD 泵浦的无水冷Nd:YAG 激光
器的荧光分布、激光建立时间、输出激光的能量及脉宽等激光输出特性的影响。
搭建了双半环形LDA 侧面泵浦的低频无水冷电光调Q Nd:YAG 激光器实验平台，对Nd 3+掺杂浓度为1%、0.8%、0.6%的激光晶体分别进行实验测试，给出了LD 泵浦的无水冷Nd:YAG 激光器的Nd 3+掺杂浓度与激光建立时间、激光输出能量、脉宽等参量的定量关系曲线，实验结果与理论分析结果基本相符。
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