锁模激光器的设计

1、第1章 概述2第2章SESAM锁模激光器的基本原理32.1被动锁模激光器工作原理32.2 半导体饱和吸收镜锁模相关理论42.3 SESAM锁模脉冲的演变过程52.4 Nd:YV04晶体6第三章 大功率皮秒激光器及谐振腔设计83.1 热透镜效应理论分析83.2 模式匹配83.3 含热透镜的谐振腔设计8总 结11参考文献11第1章 概述激光是20世纪以来的重大科技发明之一，自1960年梅曼成功研制世界上第一台激光器一红宝石激光器以来，激光技术正以科学史上罕见的高速度向前发展着。特别是进入二十世纪八十年代末期，由于大功率激光二极管和阵列型激光二极管成为极理想的泵浦源，从而导致了效率高、体积小、寿命长

2、、性能稳定和光束质量好等优点的激光二极管泵浦固体激光器的出现，带动了整个固体激光器件的发展。由于DPSSL具有半导体激光器和固体激光器的双重优点，而且同时弥补了两者的缺点，所以DPSSL在科学研究、材料加工、医疗卫生、军事国防、同位素分离、激光核聚变、信息传输等方面有广泛的应用前景，现在已经成为激光技术领域的重要发展方向之一。由于超短脉冲具有皮秒、飞秒量级的脉冲宽度，高脉冲重复频率，宽的光谱和高的峰值功率，在各个领域得到了广泛的应用，所以超短脉冲的产生成为了当今重要的一个研究课题。飞秒激光自诞生之日起一直是光学领域最前沿的研究方向之一，由于其卓越的特性使其应用在基础科学研究、医疗、军事、工业等

3、众多领域。例如：微纳加工、太赫兹产生、超连续谱产生、惯性约束核聚变等。更值得一提的是两项诺贝尔奖：AHZewail利用飞秒激光脉冲在飞秒量级的时间分辨率下研究化学反应过程的分子的动力学，获得了1999年的诺贝尔化学奖；THansch和JHou将飞秒激光产生的超连续谱应用到超精密光谱学测量研究，尤其对“光梳”技术的完善工作获得了2005年的诺贝尔物理学奖。在众多超短脉冲产生技术中，半导体可饱和吸收镜锁模技术由于其独有的优越性成为了近年来的研究热点。本文主要是以Nd:YV04晶体为增益介质，SESAM作为锁模器件，研究了基于SESAM锁模的大功率皮秒激光器，并取得了一些成果。文中针对大功率激光器的

4、特点，对LD端面泵浦激光晶体的热效应进行了分析，计算了其热透镜焦距，分析了模式匹配，设计了W型折叠热稳腔，并通过谐振腔稳区的计算，有效的优化了热稳腔。第2章SESAM锁模激光器的基本原理2.1被动锁模激光器工作原理图1.1 一般可饱和吸收体的吸收特性2.2 半导体饱和吸收镜锁模相关理论2.2.1 半导体可饱和吸收镜的时间特性2.2.2 半导体可饱和吸收镜的宏观特性2.3 SESAM锁模脉冲的演变过程2.4 Nd:YV04晶体图1.2 Nd:YV04晶体的能级结构图1.3 Nd:YV04晶体的偏振吸收光谱第三章 大功率皮秒激光器及谐振腔设计3.1 热透镜效应理论分析3.2 模式匹配3.3 含热透镜的谐振腔设计3.3.l谐振腔结构设计图2.1谐振腔的结构示意图3.3.2 谐振腔相关腔参数的确定总 结参考文献1江 涛,激光与光电子学进展,北京,电子工业出版社,2000年(8) 40-432贾正根,半导体报,北京,电子工业出版社,2000年6月第37卷(3)45-473周炳琨等,激光原理,第5版,北京,国防工业出版社,2004年8月4马养武等,光电子学,第2版,杭州,浙江大学出版社,2003年3月5蓝信铝等.激光技术.第1 版.科学出版社. 2000: 104-108. 6周炳珉、高以智等.激光原理.第5 版.国防工业出版社. 2004: 234-236.7伟力等.全