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全固态端面泵浦激光器中的热效应会影响到激光器的各个方面,例如使激光输出效率下降、光束质量变差等。如何有效地减少泵浦光和激光激发过程中激光晶体产生的热量,已经成为全固态激光器研究过程中所面临的难题之一。改变泵浦光的波长能起到减少晶体热效应的作用。采用长波长880nm直接泵浦源取代806nm间接泵浦源,将激活离子直接激励到激光发射上能级,能够降低无辐射弛豫过程产生的热量,有效地减少热的产生,获得更高性能的激光输出。在相同条件下,采用806nm、880nm激光二极管或掺钛蓝宝石激光端面泵浦晶体,对获得的激光输出进行理论模拟和实验研究,将二者进行比较,结果表明,采用长波长的直接泵浦技术不但可以使激光晶体中产生的热量减少,而且还可以明显改善激光输出性能。 在众多掺钕离子激光晶体中,Nd:YLF晶体具有上能级寿命长、吸收带宽宽、热透镜效应小、荧光线宽宽等特性而成为LD泵浦激光器的理想工作物质,因此使用该晶体作为工作物质获得连续输出光的研究成为近些年的一个热点。 本文基于以上原因,以Nd:YLF晶体特性作为切入点,从理论和实验两方面研究直接泵浦技术对Nd:YLF激光输出特性的影响。 论文共分五章,主要内容如下: 第一章介绍了全固态激光器的国内外发展现状,全面综述了Nd:YLF激光器的国内外的研究背景、研究现状及其应用,综述了直接泵浦技术的国内外研究现状,最后给出本论文的研究目的及主要研究内容。 第二章系统介绍全固态激光器的基本单元器件。 第三章重点讨论Nd:YLF晶体的物理特性和光学特性。 第四章为直接泵浦技术的理论分析。首先推导出泵浦光参数与端面泵浦功率、泵浦光斑、钕离子掺杂浓度、晶体长度之间的关系式。对激光输出功率、斜效率和激光阈值与晶体长度、掺杂浓度之间的变化规律进行详细的理论模拟与分析。理论模拟结果表明,直接泵浦技术获得的Nd:YLF激光输出特性明显优于间接泵浦的激光输出。 第五章为直接泵浦技术的实验研究。分别以掺钛蓝宝石激光与激光二极管为泵浦源,实验研究直接泵浦技术对1053nm、1047nm、1313nm、1321nm、倍频660.5nm及908nmNd:YLF连续激光输出特性的影响。实验结果表明,与间接泵浦相比,直接泵浦技术获得的Nd:YLF激光输出具有功率高、斜效率高、阈值低等特点。