论文部分内容阅读
本论文首先对激光二极管(LD)端面泵浦的946nm Nd:YAG连续激光器进行了理论和实验研究;在其基础上,利用LBO内腔倍频技术获得了473nm蓝光输出。LD泵浦的全固化蓝色激光器具有波长短、结构紧凑、效率高、运转可靠等一系列优点,在民用领域、军事领域、光纤通信、探测器、数据存储、光学阅读、激光高速印刷等领域有广泛应用。本文第一章介绍了多种产生蓝光的方法,目前比较普遍的是采用对Nd3+离子的准三能级激光的倍频以实现473nm蓝光激光输出,本论文着重讨论此类激光器。本文的第二章从准三能级系统的速率方程出发,推导出了946nm谱线激光上下能级间的粒子数反转表达式,进而写出了准三能级系统的阈值公式和斜效率公式;第三章从理论上分析了端面泵浦状态下激光热效应的问题,提出了测量热透镜焦距的方法和解决热效应的途径。利用传输矩阵法和等效g参数法分别计算了线性谐振腔和三镜折叠腔的各个参数;第四章对实验的整体方案进行了分析设计,对激光介质,倍频晶体,LD泵浦源及其耦合系统,光学器件的镀膜等诸多问题进行了分析解决;第五章是实验部分,采用Nd:YAG棒作为工作物质,利用线性谐振腔结构,采用对946nm T=5%的输出镜,在泵浦功率为24W时,测得946nm最高5.11W输出,不稳定性小于2%,阈值为1.4W,光-光转换效率达21.3%。同样采用简单的线性谐振腔结构,与946nm实验相同的Nd:YAG晶体,室温下切割的Ι类相位匹配LBO晶体内腔倍频,在11W的泵浦功率下,得到了982mW的473nm蓝光连续输出,测得阈值仅为0.7W,光-光转换效率大于8.9%。在利用等价g参数法计算三镜折叠腔的各项参数的基础上,通过计算机模拟其两个分臂上的光腰随热透镜焦距变化而改变的情况,优化谐振腔参数,设计出热不灵敏稳定腔结构,对即将进行的实验起到了有益的理论指导作用。综上所述,存在以下创新之处:采用普通的Nd:YAG棒作为工作物质,利用简单易调整的线性谐振腔结构,优化致冷方案,最终在泵浦功率为24W,测得946nm最高5.11W输出,不稳定性小于2%,阈值为1.4W,光-光转换效率达21.3%,在国内处于领先水平。同样采用简单的线性谐振腔结构,与946nm实验相同的Nd:YAG晶体,室温下切割的Ι类相位匹配LBO晶体内腔倍频,在11W的泵浦功率下,得到了982mW的473nm蓝光连续输出,测得阈值为0.7W,光-光转换效率大于8.9%。