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《TmYAG環(huán)形腔單縱模激光器的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、碩士學(xué)位論文Tm:YAG環(huán)形腔單縱模激光器的研究STUDYONSINGLE-LONGITUDINAL-MODETM:YAGRINGLASER楊威哈爾濱工業(yè)大學(xué)2018年6月國內(nèi)圖書分類號：TN248.1學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號：535密級：公開工學(xué)碩士學(xué)位論文Tm:YAG環(huán)形腔單縱模激光器的研究碩士研究生：楊威導(dǎo)師：姚寶權(quán)教授申請學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：物理電子學(xué)所在單位：光電子信息科學(xué)與技術(shù)系答辯日期：2018年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:TN248.1U.D.C:535DissertationfortheMaster’sDegree
2、inEngineeringSTUDYONSINGLE-LONGITUDINAL-MODETM:YAGRINGLASERCandidate：YangWeiSupervisor：Prof.YaoBaoquanAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：PhysicalElectronicsDepartmentofOpto-electronicsAffiliation：InformationScienceandTechnologyDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Inst
3、itution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要2μm激光具有對人眼安全、處在水和CO2的吸收峰、位于大氣透明窗口內(nèi)等諸多優(yōu)點，使得2μm單縱模激光器在窄線寬激光應(yīng)用中具有明顯優(yōu)勢。2μm單縱模激光廣泛應(yīng)用于多普勒激光測風(fēng)雷達、差分吸收激光雷達、高分辨率光譜學(xué)等技術(shù)領(lǐng)域。在單縱模激光實現(xiàn)方案中，基于法拉第效應(yīng)的環(huán)形腔法在實現(xiàn)窄線寬、波長可調(diào)諧單縱模激光上具有明顯優(yōu)勢。摻Tm3+激光介質(zhì)在2μm波段有較寬的發(fā)射譜區(qū)，利于實現(xiàn)較大范圍的波長調(diào)諧。因此，研究環(huán)形腔Tm:YAG單縱模激光器很有意義。由于陶瓷相對于晶體具有諸多優(yōu)點，
4、開展陶瓷Tm:YAG單縱模激光器的研究也頗有意義。鑒于此，本文的研究可以概括為以下內(nèi)容：首先，以Tm:YAG激光器的準三能級系統(tǒng)為核心建立了激光器的速率方程，并基于此對環(huán)形腔Tm:YAG激光器的輸出特性進行了數(shù)值計算，給出了泵浦束腰半徑、輸出鏡透過率等對輸出功率特性的影響。通過理論和實驗測量雙重手段分析了Tm:YAG晶體的熱透鏡焦距和泵浦功率及泵浦光斑半徑的關(guān)系。其次，基于旋光器的工作原理研究了環(huán)形腔單向運轉(zhuǎn)的實現(xiàn)方法，設(shè)計了基于旋光器、半波片和選偏腔鏡共同作用的方案。對法布里-珀羅(F-P)標準具選縱模進行了原理與數(shù)值計算分析，設(shè)計了合適的F-P厚度和調(diào)諧角度。利用高斯光束的
5、ABCD定律和諧振腔的穩(wěn)定性條件完成了對環(huán)形諧振腔的設(shè)計與論證工作。最后，搭建環(huán)形腔Tm:YAG激光器，單向運轉(zhuǎn)時最大輸出功率為930mW，光光效率和泵浦斜率效率分別是6.84%和11.9%。激光波長為2014.06nm，最大輸出功率下的M2因子為1.10。利用掃描F-P干涉儀確認單向運轉(zhuǎn)為單縱模輸出。在腔內(nèi)插入F-P標準具，獲得的波長調(diào)諧范圍為2010.40nm~2017.59nm（約7.2nm），功率范圍在673mW至872mW。改用陶瓷Tm:YAG作激光介質(zhì)，單向運轉(zhuǎn)下獲得363mW的單縱模激光，輸出波長為2014.47nm，M2?1.09。本文是國內(nèi)外第一次報道的基于法
6、拉第效應(yīng)的Tm:YAG環(huán)形腔單縱模激光器的研究，同時獲得了目前最高功率的波長可調(diào)諧單摻Tm3+單縱模激光器輸出，具有一定的學(xué)術(shù)與實用價值。關(guān)鍵詞：2μm激光；單縱模；環(huán)形腔激光器；法拉第效應(yīng)；Tm:YAG-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文Abstract2μmlaseriseye-safeandit'sattheabsorptionpeakofwaterandCO2.What’more,2μmlaserislocatedinthetransparentwindowoftheatmosphere.Theseadvantagesmakethe2μmsingle-longitudi
7、nal-modelaserhasimportantapplicationsinnarrowlinewidthlaserapplications,suchasdopplerwindlidar,differentialabsorptionlidar,highresolutionspectroscopy,etc.Inallsingle-longitudinal-modelaserimplementationschemes,unidirectionalringlaserbasedonfaradaye
