LD抽运Tm3+,Ho3+全固态被动调Q激光器输出特性的研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bjw72
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激光二极管(LD)泵浦的被动调Q激光器,具有小型化、简单化、易于操作、效率高、价格低廉等优点,在远程精准测距、光学信息存储、红外遥感、临床医用等领域有广泛的应用。而波长为2m波段的激光器,由于输出波长处于人眼安全波段,并且大气传输透过性好,因而成为外科手术、激光测距机、相干多普勒雷达、差分吸收雷达等的理想光源。因此,研究二极管端面抽运的Tm,Ho:YLF被动调Q激光器的激光输出特性具有重要的意义。本论文采用二极管端面连续泵浦的方式,以Cr2+:ZnS为饱和吸收体作为Tm,Ho:YLF被动调Q激光器的调Q晶体,考虑了高斯条件下腔内光子数密度的分布,根据Tm-Ho共掺能级结构结合被动调Q原理建立速率方程模型,然后由速率方程模型出发数值模拟出脉冲波形及其建立的动力学过程,给出了各能级粒子数密度随时间的变化规律,反转粒子数密度随时间的变化规律,饱和吸收体粒子数密度随时间的变化规律,光子数密度随时间的变化规律,以及反转粒子数密度、饱和吸收体粒子数密度、光子数密度之间相互影响相互制约的关系,纵观比较了三者在时间上的一致性。解释了激光器内部各粒子数随时间变化的动态特性。在速率方程组的基础上引入峰值功率、单脉冲能量、脉宽、重复频率,并模拟仿真出泵浦功率、增益介质长度、饱和吸收体基态粒子数密度、饱和吸收体长度、输出镜反射率、腔的被动损耗以及腔长对激光输出特性的影响,并提出优化建议。并且在考虑能量传递上转换和不考虑能量传递上转换时,逐一改变系统参数,观察上转换作用对激光输出特性的影响。本论文得出的结论,可以方便我们进一步了解系统各参数对激光输出特性的影响,并在理论上给出了优化方案,以便在实际应用中获得理想的激光输出。
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