激光器諧振腔設(shè)計(參考版)
2025-07-03 07:21本頁面
【正文】 值此畢業(yè)論文完成之際，謹(jǐn)向所有指導(dǎo)過我的老師、鼓勵過我的同學(xué)、幫助過我的朋友表示深深的感謝!。在學(xué)習(xí)相關(guān)課程的過程中，各位任課老師兢兢業(yè)業(yè)傳授知識，從中我獲益匪淺，有了較為扎實的物理知識基礎(chǔ)，更是培養(yǎng)了我良好的分析問題的能力，在此一并致謝。盡管工作非常繁忙，他還是在百忙中抽出很多時間精心給我指導(dǎo)，在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從選題到查閱資料，論文提綱的確定，中期論文的修改，后期論文格式調(diào)整等各個環(huán)節(jié)中都給予了我悉心的指導(dǎo)，為我今后的學(xué)習(xí)和工作樹立了楷模。01. Technical Digest. Summaries of papers presented at the Conference on, 2001: 171172.【11】姚矣,李永大,李斌,張小培. 大功率LD 泵浦Nd:YVO4 914nm 激光器的優(yōu)化[J]. 應(yīng)用激光，2008，28(4): 323326.【12】高明義. 大功率激光二極管端面泵浦Nd:YVO4固體激光器的研究[D]. 鄭州：鄭州大學(xué), 2003.【13】張立文. LD端面泵浦的大功率Nd:YVO4腔內(nèi)倍頻綠光激光器的研究[D]. 鄭州：鄭州大學(xué), 2004.【14】田宏，賓王麗. Nd:YVO4和Nd:AVG全固態(tài)激光器輸出特性的比較分析[J] 激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2005，42(3):1518. 致謝經(jīng)過幾個月的忙碌和學(xué)習(xí)，本次畢業(yè)論文設(shè)計已經(jīng)接近尾聲。 參考文獻(xiàn)【1】周炳琨, 高以智, 陳倜嶸等. 激光原理[M]. 第5版. 北京: 國防工業(yè)出版社, 2004. 【2】陳鈺清，王靜環(huán). 激光原理[M]. 杭州: 浙江大學(xué)出版社，1992.【3】、傳輸變換與光腔技術(shù)物理[M]. 第3版. 北京: 高等教育出版社, 2003.【4】呂百達(dá). 固體激光器件[M]. 北京: 北京郵電大學(xué)出版社, 2002.【5】呂百達(dá), 邵懷宗, 林菊平等. 高功率二極管泵浦固體激光器諧振腔的進(jìn)展和分析[J].激光技術(shù), 1997, 21(6): 360364.【6】鄭加安, 趙圣之, 張行愚等. LD 縱向泵浦固體激光器參數(shù)優(yōu)化[J]. 光電子且像散較小。運(yùn)用MATLAB工具分析，對Z型諧振腔的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計出了符合應(yīng)用要求的LD端面泵浦固體激光器。泵浦光的能量越高，則激光工作物質(zhì)的熱透鏡效應(yīng)越顯著，泵浦光的功率密度越大，則激光工作物質(zhì)的熱透鏡效應(yīng)也越顯著。 激光介質(zhì)中基模半徑隨熱焦距的變化關(guān)系5 工作總結(jié)本文的主要研究內(nèi)容總結(jié)如下：首先對LD端面泵浦1064nm Nd:YVO4固體激光器光學(xué)諧振腔進(jìn)行了深入的研究。 H值隨熱焦距變化關(guān)系為了激光器能夠穩(wěn)定基模運(yùn)行，在穩(wěn)定工作時的fT值附近，激光介質(zhì)中的基模半徑ωc隨fT的變化緩慢平穩(wěn)，而且激光晶體內(nèi)的基模半徑ωc在子午面和弧矢面內(nèi)相差不能過大。由諧振腔的穩(wěn)定性參數(shù),按照我們選定的腔參數(shù)，當(dāng)fT=100mm時。另外，在fT→∞時，腔位于穩(wěn)定區(qū)內(nèi)，且離開其邊界附近。下面分析相應(yīng)的模參數(shù)隨熱焦距fT的變化?？梢缘玫阶罴淹高^率與泵浦功率變化關(guān)系，： 最佳透過率與泵浦功率變化關(guān)系當(dāng)泵浦功率選為30W時，%，泵浦效率約為71%。閾值泵浦條件下的輸出功率Pout和最佳透過率Topt分別為[11]：式中：ηa=1exp(αpl)為增益介質(zhì)對泵浦光的吸收效率，其中αp為增益介質(zhì)對泵浦光的吸收系數(shù)，l為增益介質(zhì)的長度；Pin為入射到增益介質(zhì)表面的泵浦功率；為泵浦光斑的平均半徑；ω0為振蕩光斑的半徑；δ= T+δ0為腔內(nèi)損耗，其中T為輸出透過率，δ0為散射吸收等腔內(nèi)的固有損耗；τf為激活介質(zhì)的熒光壽命；σ為受激光輻射截面；λs為發(fā)射波長；n為激光晶體的折射率；λp為泵浦波長。因此，要想得到激光器的最佳效率，必須考慮泵浦光和振蕩光空間量的變化，以達(dá)到空間上的模式匹配。并且在選擇各個臂長時考慮了像散的影響，把像散控制在1%以內(nèi)，一般情況下能夠滿足要求。由以上討論，選擇L1=15mm，L2=103mm，L3=151mm，L4=115mm是比較合適的。L3只有在150mm附近和200~300mm之間時，光斑半徑是比較平穩(wěn)的。原來設(shè)定L1為15mm是合適的?？梢钥闯觯篖1在0~40mm和60~100mm兩個區(qū)域內(nèi)，光斑半徑隨L1變化比較平穩(wěn)，而在趨近于50mm時，光斑半徑迅速變大。激光晶體處光斑半徑與各臂長變化關(guān)系如下圖，此時其它量不變。設(shè)定L4=115mm,則L2，L3變化關(guān)系如下圖： L1=15mm，L4=115mm時，L2與L3的變化關(guān)系暫選定L1=15mm，L2=103mm，L3=151mm，L4=115mm，下面討論各臂長對激光晶體處光斑半徑的影響。在穩(wěn)定性條件下，同時，把像散控制在1%內(nèi)，諧振腔各臂長的關(guān)系圖如下 L1=15mm，L2=110mm時，L3與L4的變化關(guān)系 L1=15mm，L3=150mm時，L3與L4的變化關(guān)系 L1=15mm，L4=116mm時，L2與L3的變化關(guān)系由上圖可以看出，在長腔區(qū)域內(nèi)L4隨L2和L3變化非常劇烈，而L4確定時L2和L3變化關(guān)系相對平穩(wěn)。子午面內(nèi)傳輸矩陣為，弧矢面內(nèi)為。M3等效透鏡M339。和M339。將其等效為直腔，如圖所示。l時，諧振腔為臨界腔[13]。T一般可表示為：若諧振腔是穩(wěn)定的，則A，D需要滿足一定的關(guān)系。將這兩個坐標(biāo)值組成的列矢量稱為光線在某一截面處的坐標(biāo)矢量。光學(xué)變換矩陣是指旁軸光線通過光學(xué)元件后，描述其傳播特性的參數(shù)發(fā)生變化的矩陣表達(dá)方法。某一光學(xué)諧振腔是不是穩(wěn)定腔的判斷標(biāo)準(zhǔn)就是該光學(xué)諧振腔的參數(shù)是不是滿足諧振腔的穩(wěn)定條件。由此看來，熱透鏡效應(yīng)是十分顯著
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