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文档简介

1、LD 泵浦 Nd：YAG/Cr： YAG被动调 Q单纵模激光器Q开关具有模式选择性这一观点在上世纪60 年代就被提出 , 并有一些相关的理论分析和实验研究。 被动调 Q激光器结构简单 , 应用广泛 , 被动 Q开关的模式选择效应引起了很多研究人员的兴趣。本论文以理论分析和实验验证相结合的方式,研究了被动调 Q 激光器中可饱和吸收体初始透过率、输出镜反射率、 激光器腔长等激光器参数对形成单纵模振荡的影响, 阐明了实现单纵模振荡的具体激光器参数 , 并搭建了 Cr:YAG 被动调 QNd:YAG激光器进行了实验验证 , 研究结果具有重要的理论意义和应用价值。理论上 , 首先以简化的 “三角形模型”

2、 等效代替 Nd:YAG增益介质的洛伦兹线型估算出腔内相邻纵模受激发射截面比 , 在考虑了相邻纵模间增益差异的情况下给出了相邻纵模强度比与纵模脉冲建立前荧光在腔内往返次数的关系曲线; 接着 ,基于激光速率方程组数值求解了相邻纵模脉冲的建立过程; 最后 , 定性、定量分析了 Cr:YAG 初始透过率、输出镜反射率、光学腔长等参数对形成单纵模的影响。结果表明 :(1) 存在 Cr:YAG初始透过率、输出镜反射率、激光器腔长等参数的优化组合 , 可以在非微腔条件下实现单纵模激光输出 ;(2) 使用低反射率的输出镜更有利于实现单纵模 ;(3) 对于确定的输出镜反射率和激光器腔长 , 可饱和吸收体的初始

3、透过率存在一个最优值使得单纵模输出特性最优 , 且该最优值随着输出镜反射率的减小而增大 ;(4) 短腔更有利于实现单纵模。 根据理论仿真结果 , 以 Nd:YAG为增益介质 ,Cr:YAG 为被动调 Q开关 , 搭建了光学腔长为65mm的平凹腔激光器系统。在 Cr:YAG初始透过率为 0.7 、输出镜反射率为 0.6 的情况下 , 激光器的阈值泵浦电流为 16A; 在泵浦电流为 17.5A 时, 获得了单纵模脉冲激光输出 , 输出功率为 490mW。随着泵浦电流的增加 , 振荡纵模数逐渐增多 , 但是整体上处于 25 个的少纵模状态且主次模间强度差较大 ; 频谱仪对拍频观测结果表明 , 激光输出处于不稳定单纵模状态 , 在泵浦电流 20A 时的不稳定单纵模输出功率为 972mW。实验观察了激光器腔长和输出镜反射率对输出模式的影响 , 实验现象与仿真结果一致。实验结果基本上验证了理论模型的正确性 , 研究结果对利用可饱和吸收体作

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