人眼安全激光光学参量振荡小型化定向棱镜腔论文.doc

微型人眼安全激光器的研究【摘要】 1.5Xm的人眼安全激光正好处于“大气窗口”,具有很强的烟雾穿透能力和较高的目标反射率等优良性能,因而在激光测距、激光雷达、遥感和医疗（激光外科和成像）等应用领域获得了广泛的应用,是理想的人眼安全激光波段。尤其是基于OPO技术获得1.57m激光的激光器,因其具有结构紧凑、体积小、重量轻、可靠性高等突出特点,非常适合应用于小型化的固体激光器。本论文从人眼安全激光出发,对其概念及其获取的技术途径作了简单的介绍,并基于小型化问题着重介绍了光参量振荡技术,对其进行了详细的理论分析。同时在这一理论基础的支持下,设计并研制了一台微型高效无水冷热传导冷却Cr4+:YAG被动调Q Nd:YAG KTP-OPO 1570nm人眼安全激光器,并结合这一激光器进行了相应的实验研究和性能测试。本论文的主要内容有:1.简单的介绍了人眼安全激光,并详细说明了基于光参量振荡技术的人眼安全激光器的研究背景、发展现状和研究意义。2.简单介绍了光参量振荡技术的基本原理,并从三波互作用的耦合波方程出发,对光参量振荡器的理论进行了详细的分析,在此基础上进一步对其相位匹配、运转方式、工作条件以及增益、.更多还原【Abstract】 1.5Xm eye-safe wavelength lasers are just at the window of the atmosphere, have good smoke transmission and high object reflectivity and so on, have been proved to have paramount applications in the filed of laser rangefinder, laser radar, remote sensing and medicine, ect, is kind of ideal eye-safe wavelength region. Especially the 1.57m lasers obtained by the technology of optical parametric oscillator are quite suitable for mini-type solid state lasers due to its compactness configuration, l.更多还原 【关键词】 人眼安全激光； 光学参量振荡； 小型化； 定向棱镜腔； 【Key words】 eye-safe laser； optical parametric oscillator； mini-type； directional prism resonator； 摘要 4-5 Abstract 5 第1章 绪论 8-15 1.1 人眼安全激光简介 8-9 1.2 获得人眼安全激光的技术途径 9-10 1.3 OPO 人眼安全激光器的研究背景及发展现状 10-13 1.4 本课题的研究意义及研究内容 13-15 第2章 光学参量振荡器的理论分析 15-28 2.1 OPO 的基本原理 15 2.2 OPO 的理论分析 15-19 2.3 OPO 的相位匹配 19-21 2.4 OPO 的运转方式及工作条件 21-22 2.5 OPO 的运转特性 22-28 2.5.1 OPO 的参量增益 22-23 2.5.2 OPO 的泵浦阈值 23-24 2.5.3 OPO 的转换效率 24-26 2.5.4 OPO 的输出特性 26-28 第3章 微型人眼安全激光器的理论分析与设计 28-48 3.1 微型人眼安全激光器谐振腔的设计 28-29 3.1.1 微型人眼安全激光器的技术指标 28 3.1.2 腔结构的选择 28-29 3.2 定向棱镜腔的理论分析 29-38 3.2.1 定向棱镜的后向反射特性 29-31 3.2.2 定向棱镜的抗失调稳定性 31-35 3.2.3 定向棱镜的偏振特性 35-37 3.2.4 定向棱镜的匀光效应 37-38 3.3 微型人眼安全激光器的结构设计 38-39 3.4 微型人眼安全激光器的抽运源设计 39 3.5 微型人眼安全激光器的Q 开关设计 39-41 3.6 微型人眼安全激光器OPO 晶体的选择 41-44 3.7 微型人眼安全激光器的冷却设计 44-46 3.8 微型人眼安全激光器的总体设计 46-48 第4章 微型人眼安全激光器的实验研究 48-61 4.1 被动调Q 开关对输出光的影响 49-52 4.2 腔结构对输出光的影响 52-54 4.3 CR(4+):YAG 晶体初始透过率和输出镜透过率对输出光的影响 54-56 4.4 整机测试及结果分析 56-59 4.4.1 输出波长测试 56-57 4.4.2 输出能量测试