【摘 要】
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N2O作为一种重要的温室气体越来越受到科研人员的广泛关注。针对N2O气体的差分吸收探测相干光源的应用需求,我们开展了1.13μm半导体激光器泵浦Ho:YAG可调谐单频激光器的实验
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N2O作为一种重要的温室气体越来越受到科研人员的广泛关注。针对N2O气体的差分吸收探测相干光源的应用需求,我们开展了1.13μm半导体激光器泵浦Ho:YAG可调谐单频激光器的实验研究。本论文主要研究内容和成果如下:1.调研了N2O气体对全球气候变化的影响,阐述了本论文的研究背景与意义;对比分析了掺钬激光器的不同泵浦方式,发现1.13μm半导体激光器直接泵浦的方式有利于Ho:YAG激光器结构的紧凑化和小型化;总结了2μm单频激光器的国内外研究进展。2.采用准三能级速率方程理论,仿真分析了1.13μm泵浦的Ho:YAG激光器的输出特性;利用端面泵浦全固态激光器的模型对Ho:YAG激光器进行了热分析,仿真了Ho:YAG晶体内温度分布及泵浦功率和热透镜效应之间的关系,讨论了热透镜效应对谐振腔稳定性的影响。3.实现了1.13μm LD泵浦Ho:YAG激光器的连续输出,并开展了半导体激光器工作温度、输入镜曲率半径、Ho:YAG晶体工作温度、输出镜透过率及谐振腔长度对激光器输出特性影响的实验研究。通过优化激光器相关工作参数,当输出耦合率为2%时,获得了最高376.5 m W的最大输出功率,激光中心波长为2129.6 nm,斜效率为17.4%。4.利用腔内插入双F-P标准具实现了1.13μm LD泵浦的可调谐单频Ho:YAG激光器。在输出镜透过率为2%的条件下,实现了2119.7-2131.5 nm范围内的波长调谐,该调谐范围涵盖了N2O在2.1μm处的多条吸收谱线,在波长为2129.6 nm处获得了102 m W的最大单频输出,激光器在30分钟内的功率稳定性RMS<1.2%,光束质量MX2（28）1.29、MY2（28）1.28。本论文研究的Ho:YAG可调谐单频激光器在N2O差分吸收探测的研究方面具有潜在应用价值。
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