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掺Yb的增益介质已经是激光器里常用的增益介质了。Yb:YAG这种增益介质有着它自身的优势,如高掺杂浓度、光光转换效率高、荧光寿命长等特点。利用SESAM进行直接被动锁模的全固态激光器是当今研究的热点,因为这种激光器具有结构简单,稳定可靠,光束质量好等优点。
本文对全固态SESAM锁模的Yb:YAG激光器进行了理论,以及实验上的研究,所以不管在理论还是实验上都有着一定的指导意义。论文的主要内容分为三个部分:
首先是绪论部分。回顾了研究内容的发展历史,包括全固态激光器的发展,SESAM器件的发展,简述了SESAM锁模激光器的国内外发展现状,最后阐述了全固态SESAM锁模激光器的研究意义。
然后,对全固态SESAM锁模的Yb:YAG激光器进行了理论研究。首先是介绍了基本的理论,包括Yb:YAG的能级结构和光谱特性,SESAM锁模的基本原理,然后是重点研究了全固态SESAM锁模激光器的锁模特性,通过数值模拟的方法研究了SESAM的反射率曲线,以及各个参量和临界泵浦功率的关系,这对实验中抑制调Q锁模实现稳定连续锁模有一定的指导意义。最后对Yb:YAG激光器的热效应进行了初步的探讨,模拟了不同泵浦功率和wp-下晶体内的温度分布情况。
第三部分中,对全固态SESAM锁模的Yb:YAG激光器进行了实验研究。根据稳区和模式匹配理论,设计了平凹腔、V型腔、Z型腔的腔长,并对输出激光功率及光谱进行了讨论,另外再根据SESAM上的光斑要求,对包含SESAM的激光腔进行了研究,对输出脉冲进行了讨论。