LD泵浦Er:GSGG激光器的设计与实验研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhoujhipanel
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激光二极管(LD)泵浦的固体激光器具有高光束质量、高效率、小型化等诸多的优点,因而在科研、军事、医学、环境监测等领域得到了广泛的应用。掺杂了Er3+的GSGG晶体在Er3+的4I11/2和4I13/2态之间的跃迁产生2.79μm附近的辐射,该波长的激光在激光医疗、非线性变频泵浦源以及军事等领域有重要的应用。本文的主要内容是对LD端面泵浦的Er:GSGG激光器进行理论分析和实验研究,建立了晶体的部分理论参数,在试验中获得了最大25mW的激光输出,光-光转换效率0.3%,论文的研究内容如下:   1.根据J-O理论计算了强度参数、自发辐射跃迁几率、能级寿命、荧光分支比和吸收截面等光谱参数。根据掺杂离子的能级结构建立了Er:GSGG的基本速率方程,并进一步对方程进行简化处理,推导出稳态工作时的阈值条件、输出功率、斜率效率,选取合适的参数,进行数值模拟计算,得出激光器的腔长及输出镜透过率的最优组合。   2.分析了热透镜效应的影响,选择合适的散热系统,设计出合适的光纤输出耦合系统,采用ABCD传输矩阵对谐振腔进行计算,以设计出最佳的谐振腔。   3.以光纤耦合半导体激光器为泵浦源,以Er:GSGG晶体为工作物质进行激光实验,逐步完善实验过程,改进实验装置,获得了有效的激光输出,最大输出功率为25mW,光-光转换效率0.3%。
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