【摘 要】
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2μm波段对人眼安全且处于大气传输窗口,其应用价值引起人们高度关注。脉冲激光具有脉宽窄,峰值功率高,传输距离远等优势。自调Q是产生脉冲激光的有效手段之一。自调Q脉冲激光器具有成本低、结构紧凑、腔损耗小等特点,使其在科研、医疗等领域具有非常大的潜力。在本论文中,采用792 nm的激光二极管作为Tm:YAP激光器的泵浦源,选用掺杂浓度为5at.%的Tm:YAP激光晶体作为激光器的增益介质,通过调节腔长
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2μm波段对人眼安全且处于大气传输窗口,其应用价值引起人们高度关注。脉冲激光具有脉宽窄,峰值功率高,传输距离远等优势。自调Q是产生脉冲激光的有效手段之一。自调Q脉冲激光器具有成本低、结构紧凑、腔损耗小等特点,使其在科研、医疗等领域具有非常大的潜力。在本论文中,采用792 nm的激光二极管作为Tm:YAP激光器的泵浦源,选用掺杂浓度为5at.%的Tm:YAP激光晶体作为激光器的增益介质,通过调节腔长,实现腔模匹配,仔细调节腔镜角度,得到1.94μm自调Q脉冲的输出,并对其输出特性进行研究。具体研究内容如下:理论方面,在平面波近似下,建立Tm:YAP固体激光器自调Q脉冲输出的速率方程理论模型,通过数值仿真,优化了谐振腔的各参数,找到最佳的晶体长度、Tm3+的掺杂浓度以及输出耦合镜透过率。在此参数下得到脉宽、重频、峰值功率和单脉冲能量随泵浦功率增加的变化趋势,为实验提供了参考。实验方面,采用平凹腔的方式搭建了Tm:YAP固体激光器,输出耦合镜的曲率半径为300 mm,调节谐振腔的腔长,使连续激光光输出功率达到最大值,分析了不同透过率和不同泵浦芯径下的输出功率随泵浦功率的变化关系。再次调节腔长,在热焦距的作用下,腔长为310 mm时,通过仔细调节腔镜角度,实现了稳定的自调Q脉冲激光输出,并详细分析了其输出特性。
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