一、高掺杂浓度Nd∶YAG微片激光器获得高效激光输出（论文文献综述）
龚磊[1]（2020）在《LD泵浦脉冲固体激光器输出功率提高的若干关键技术探索研究》文中进行了进一步梳理固体激光器在工业领域、医疗领域、科学研究领域及国防军事领域有着极其重要的应用。掺钕固体工作物质的吸收谱与激光二极管（laser diode,LD）的输出波长匹配,适合采用LD作为其泵浦源。LD泵浦的掺钕固体激光器具有效率高、结构紧凑和工作寿命长的优势,且是四能级系统,激光阈值低。克服热效应的限制而提高固体激光的输出功率以及通过激光脉冲技术产生短脉冲激光一直备受研究者的关注。本文针对于LD泵浦的Nd:glass锁模飞秒激光器、LD泵浦的声光调Q Nd:YAG纳秒激光器及LD泵浦的半导体可饱和吸收镜（semiconductor saturable absorber mirror,SESAM）被动调Q Nd:YVO4皮秒微片激光器的发展面临的技术限制,提出了若干关键技术来突破这些限制并进行了实验研究。本论文取得的主要研究成果包括如下几个部分:提出利用旋转圆盘介质激光器技术来突破LD泵浦的Nd:glass锁模飞秒激光器的输出平均功率的限制。采用直径为15mm的Nd:glass圆盘,输出了高功率的飞秒脉冲激光,其平均功率为0.49W,脉冲的宽度为324fs。而此前报道的LD泵浦的Nd:glass锁模飞秒激光器的平均输出功率一般不超过0.13W。验证了旋转圆盘介质激光器技术可突破LD泵浦的Nd:glass锁模飞秒激光器输出平均功率的限制。采用直径为50mm的Nd:glass圆盘,进行了高功率旋转圆盘锁模飞秒激光器功率扩展的尺寸放大的实验研究。得到了平均输出功率为1.8W的飞秒脉冲激光,据我们所知,这是目前报道过的从LD泵浦的Nd:glass飞秒激光器中获得的最高功率,且脉冲宽度为350fs,重复频率为28MHz,相应的单脉冲能量为64n J,峰值功率为183kW。通过利用大直径的Nd:glass圆盘,实现了高功率旋转Nd:glass圆盘锁模飞秒激光器的平均输出功率尺寸放大。提出了一种低成本的“准旋转”机构来实现可水冷的高功率旋转圆盘介质激光器,并在机械上得以实现。利用LD作为泵浦源,对基于“准旋转”机构的水冷旋转Nd:YAG激光器的连续输出特性进行了实验研究,在泵浦光斑直径为1.5mm时,获得了60W的平均输出功率,光-光转换效率为40%。并在谐振腔内插入声光Q开关,当泵浦光斑直径为3mm且调Q的重复频率为7k Hz时,输出了高功率的纳秒脉冲,其平均输出功率为27.8W,脉冲宽度为290ns,单脉冲能量为4mJ,相应的峰值功率为14kW。基于“准旋转”结构的可实现水冷的高功率旋转圆盘介质固体激光器为突破纳秒激光器热效应的限制提供一个可能的低成本技术雏形。利用调制深度高达40%的SESAM,从LD泵浦的300μm厚的Nd:YVO4调Q微片激光器中得到了最短43ps的脉冲,且重复频率为140k Hz,单脉冲能量为19n J,相应的峰值功率是442W。而采用调制深度为24%的SESAM,获得的最短脉冲为60ps。利用高调制深度的SESAM是突破被动调Q皮秒微片激光器输出脉冲宽度限制的一种可行的技术。本论文的研究基于LD泵浦的掺钕固体激光器。为提高锁模飞秒激光器和声光调Q纳秒激光器的平均输出功率及缩短SESAM被动调Q的皮秒微片激光器的输出脉冲宽度作了关键技术探索。取得了有意义的成果,这对于推动LD泵浦的脉冲固体激光器的发展具有显着的意义。
邹宇玲[2]（2020）在《双频掺钕微片激光器的光谱和模式仿真及实验研究》文中认为掺钕(Nd3+)激光增益介质具有高转换率并有着优良的热学性质,因此特别适用于微片激光器的工作场景。在各种实用场景中,双频微片激光器的频差是影响应用的关键参数之一,而其中激光增益介质材料、温度与谐振腔腔长等参数对双频微片激光器的频差有重要的影响。本文在此基础上,搭建了不同参数的Nd:Gd VO4和Nd:YVO4作为增益介质晶体的双频微片激光器,研究其频差温度特性及机理,然后针对Nd:YVO4双频微片激光器,研究其光束质量和模式特性。全文大致如下:（1）阐述了微片激光器的现实意义及应用前景,然后概述了微片激光器国内外的研究现状与发展趋势,最后介绍了论文的结构内容。（2）先简单描述了激光器的基本原理,并介绍了本实验中涉及的激光掺钕增益介质的参数和光学谐振腔。由于本文基于掺钕双频微片激光器进行实验,针对实验分析了纵模选频、四能级系统的速率方程组和模式竞争的相关原理。最后推导研究了振荡阈值和输出功率,并着重推导分析了腔内单程光子损耗和高斯光束的基本公式。（3）对不同参数的Nd:Gd VO4和Nd:YVO4双频微片激光器进行频差温度特性研究。首先探究了在不同腔长的掺钕双频微片激光器中,晶体温控温度对双频信号频差的影响。实验中腔长为0.5 mm、0.8 mm和1 mm的Nd:YVO4双频微片激光器频差随晶体温控温度的变化率分别为0.34 GHz/℃、0.12 GHz/℃和0.044 GHz/℃,且同腔长的Nd:YVO4和Nd:Gd VO4双频微片激光器频差随晶体温度的变化率相近。结果表明,对于不同腔长、不同材料的双频微片激光器,晶体温控温度与双频信号频差呈正相关,且腔长越小晶体温控温度对频差的影响更大。然后从晶体增益系数曲线的温度特性角度对上述问题进行了仿真,仿真与实验结果符合较好。结果表明,对于相同腔长的不同增益介质材料的双频微片激光器,增益系数曲线半高全宽Δv随温度变宽越剧烈,双频信号频差随晶体温控温度变化斜率也更大。（4）对1 mm腔长的Nd:YVO4双频微片激光器测量光强分布,对其光束质量进行计算分析,并研究其模式特性。先用光束分析仪采集Nd:YVO4双频微片激光器不同距离的光强分布图,计算出其束腰宽度和远场散射角,通过M2的计算公式计算光束质量并分析结果。计算出在X轴方向上的M2是3.06,Y轴方向上的M2是4.30,其平均光束质量因子M2为3.73,光束质量良好。接着用光束分析仪采集抽运光的光强分布图并分析,最后由平行平面腔模的迭代原理,利用抽运光实验数据,对形成自再现模的过程进行迭代仿真,分析仿真得到的抽运光在平面腔中模的形成图,并与实验数据对比,结果表明此为高阶模激光器。
王小磊[3]（2019）在《多波长、亚纳秒Yb:YAG/Cr4+:YAG/YVO4被动调Q拉曼微片激光器的研究》文中提出多波长、高峰值功率脉冲激光器在激光探测、差分吸收雷达（DIAL）、激光干涉仪、光谱分析、全息测量、生物光子学以及非线性光学频率变换等领域有着广泛应用。借助受激拉曼散射（Stimulated Raman scattering,简称SRS）技术可以实现多种激光波长激光同时输出,而且在频率转换过程中无需相位匹配,具有脉宽压缩和光束“净化”效应,是国际上非线性光学学科的研究热点。将SRS技术与“三明治”形式的被动调Q微片激光器相结合构成被动调Q拉曼微片激光器（passively Q-switched Raman microchip laser,简称 PQSRML）不仅可以拓宽传统微片激光器的输出波长范围和激光波长选择的灵活性,而且可以实现拉曼激光器的小型化。相比于传统的Nd3+离子掺杂的激光增益介质,Yb3+离子掺杂的激光材料具有无浓度淬灭效应、可实现高掺杂、热负载低的优势,使得其在作为被动调Q拉曼微片激光器的激光材料方面具有明显的优势。尽管在采用Yb:KGW、Yb:KYW、Yb:KLuW、Yb:YV04等晶体的被动调Q自拉曼结构的激光器中已实现基频光和拉曼光双波长输出,但是由于自拉曼晶体同时作为激光晶体和拉曼晶体,热效应严重,限制了其激光性能的提升,也不利于腔内基频光和拉曼光性能的分别优化,无法同时实现两种波长激光的高功率运转。因此,有必要研究将Yb3+离子掺杂的激光材料和拉曼介质分开的被动调Q拉曼微片激光器以期获得性能优良的多波长激光输出。本论文采用Yb:YAG晶体作为激光增益材料,YV04晶体作为拉曼频率转换晶体,开展了拉曼微片激光器的研究工作,在连续和被动调Q条件下获得了性能优良的多波长拉曼光运转。首先,在Yb:YAG/Nd:YV04连续拉曼微片激光器中实现频率间距随入射泵浦功率可调的1.05 多波长基频光和1.08 μm、1.11 μm多波长拉曼激光输出,获得了 260mW的拉曼激光输出。Yb:YAG/Nd:YV04连续拉曼微片激光器输出频率间距可调的1.05 μm、1.08 μm和1.11 μm激光为研制小型化太赫兹波提供了新型多波长激光光源。随后利用高掺杂的Yb:YAG晶体和晶格更完整的纯YV04晶体,在Yb:YAG/YV04拉曼微片激光器中实现了高光学转换效率的1.08 μm的拉曼激光输出。获得了最大输出功率为1.16 W、光-光转换效率为18.4%的拉曼激光输出。而且产生包含1个、2个和4个相位奇点的环形（LG0,1）、双涡旋阵列（two-vortex array）和四涡旋阵列（four-vortex array）等涡旋拉曼光。激光器输出光谱呈类光频梳结构,包含等间距排列的30个纵模,光谱宽度为7.64 nm,输出拉曼光波长从1072.49 nm延伸到1080.13 nm。本工作产生具有梳状光谱的涡旋阵列光束为小型激光器产生光频梳涡旋光束提供了新的研究思路。在连续多波长拉曼微片激光器的基础上,将Yb:YAG、YV04和Cr4+:YAG三种晶体元件通过“三明治”的方式构成动调Q拉曼微片激光器,获得了 1030 nm、1123 nm、1134 nm、1260 nm 四波长和 1030 nm、1050 nm、1079 nm、1134 nm、1156 nm和1260 nm六波长激光振荡。拉曼光的最大峰值功率为9.2 kW,最窄脉冲宽度为440 ps。相比于以前报道的基于Yb:KGW、Yb:KYW、Yb:KLuW、Yb:YVO4等晶体的自拉曼激光器,激光晶体和拉曼晶体的分立设计明显改善了激光器的热性能,提供了更多的波长组合的选择灵活性,获得了更高的峰值功率。本工作的结果相比于最新报道的Yb:KLuW自拉曼微片激光器（2015年,拉曼光脉冲输出性能为119 mW、3 μJ、1.5 kW、2 ns）,拉曼光峰值功率提升了 5倍以上,拉曼光脉冲宽度只有其1/4。随后,采用工艺成熟、商品化的1030nm激光反射镜作为输出耦合镜,结合二倍频以及和频等二阶非线性频率转换效应获得了亚纳秒、多波长近红外拉曼光和绿光输出。拉曼光的最大平均输出功率增加到111.4 mW,相应脉冲能量为7μJ,峰值功率为8.9 kW。通过改变腔外KTP晶体与入射激光的夹角,获得相对强度可调谐的530 nm和549 nm双波长绿光。为了优化拉曼光输出性能,在理论上利用被动调Q拉曼微片激光器速率方程研究了拉曼光输出特性与输出耦合镜透过率（TOC）和Cr4+:YAG晶体的初始透过率（T0）的变化规律。研究表明,对于不同的T0,存在着一个优化的TOC可以实现大脉冲能量、高峰值功率、窄脉宽的拉曼脉冲激光输出。在实验中,采用T0=90%的Cr4+:YAG晶体和TOC=11%的输出耦合镜组合,将拉曼光平均输出功率提升为143 mW。使用T0=85%的Cr4+:YAG晶体和TOC=16%的输出耦合镜组合,拉曼光的脉冲能量提升到24.1 峰值功率提升为45.1 kW,最窄脉宽为505 ps,输出激光脉冲稳定。该结果是目前已报道的在连续泵浦条件下被动调Q拉曼微片激光器实现稳定输出的拉曼光峰值功率的最高值。为降低激光器的热效应,利用940 nm光纤耦合准连续LD泵浦,在Yb:YAG-Cr4+:YAG/YVO4复合晶体被动调Q平凹腔拉曼激光器中,得到466 ps的亚纳秒拉曼激光输出,峰值功率达到95 kW,单个泵浦脉冲下拉曼脉冲重复频率达到87.8 kHz。平凹腔结构的腔长调整灵活,便于调节谐振腔内束腰的位置和尺寸,为今后在谐振腔内加入KTP、LBO等二阶非线性晶体,发展多波长、亚纳秒被动调Q可见光拉曼激光器具有指导意义。本论文的研究成果在理论和实践方面为今后推动基于Yb3+离子掺杂激光材料的波长间距可控、多波长、大能量、高峰值功率被动调Q拉曼微片激光器的发展具有一定的参考价值。
陈迪萌[4]（2019）在《高光学转换效率Yb:YAG涡旋微片激光器》文中指出矢量涡旋光束由于其独特的圆环形横向强度分布、螺旋形波前、具有相位奇点、携带轨道角动量（OAM）和不同的偏振状态等的特性,在光学通信、光钳、光镊、激光加工、量子信息处理等领域具有非常广阔的应用前景。因此,如何获得高光学转换效率、高光束质量矢量涡旋激光就成为一个非常重要的研究热点。相对于采用空间光调制器、螺旋相位板等把基模高斯光束转换成涡旋光束的间接方法而言,在谐振腔中直接产生涡旋光束具有可实现高光束质量相关性好、高功率激光运转和高光学转换效率等优势。尽管环形光泵浦固体激光产生涡旋激光输出作为一种常用的方法得到了广泛的应用,但是产生环形泵浦光的方法通常是将高斯分布的泵浦光通过各种光学元件整形为环形光,降低了泵浦光的利用效率。而且在环形光泵浦的固体激光器通常采用的激光增益介质是掺Nd3+离子的激光材料如Nd:YAG或者Nd:YV04等作为增益介质,由于受到掺Nd3+离子的激光材料自身量子效率低的特性的影响,涡旋激光的光学转换效率低。与掺杂Nd3+离子激光材料相比,掺杂Yb3+激光材料尤其是Yb:YAG晶体由于具有低的量子缺陷、宽的吸收带、长的荧光寿命、高浓度掺杂和优良的热力学性能等优势,在激光二极管泵浦的固体激光器已成为一种重要的激光材料,而且也获得了高功率、高光学转换效率的激光输出。因此,非常有必要研究环形光泵浦Yb:YAG微片激光器实现高光学转换效率、高功率涡旋激光输出。针对环形光泵浦固体激光器产生涡旋激光输出存在的转换效率低、拓扑荷低、光束质量质量差的问题,本文利用光纤耦合激光二极管输出的环形光作为泵浦源,通过调控紧聚焦环形泵浦光在Yb:YAG增益介质中的分布情况,系统地研究了Yb:YAG微片激光器直接产生矢量涡旋激光和涡旋阵列激光输出的机理,并获得了高光学转换效率和高光束质量的矢量涡旋激光和涡旋阵列激光输出。在紧聚焦环形光泵浦的Yb:YAG微片激光器中,通过调节泵浦光焦点与Yb:YAG晶体之间的间距（Δz）首次在微片激光器中实现了径向偏振、反径向偏振和混合偏振三种不同偏振状态可调控的矢量涡旋激光输出。当Δz<-0.3 mm时,在Yb:YAG微片激光器中获得径向偏振涡旋激光输出;当Δz>-0.1 mm时,获得反径向偏振涡旋激光输出;当Δz在-0.3 mm和-0.1 mm之间时,获得径向偏振和反径向偏振组合在一起的混合偏振涡旋激光输出。不同偏振状态涡旋激光的偏振度都大于90%。在入射泵浦功率为6.5 W时,径向偏振、反径向偏振、混合偏振涡旋激光的输出功率大于1 W所对应的Δz范围分别是-0.85 mm至-0.3 mm、-0.1 mm至0.4 mm、-0.3 mm至-0.1 mm。在入射泵浦功率为7.8 W时,Yb:YAG微片激光器获得了 1.68 W的混合偏振涡旋激光,相应的光-光转换效率超过22%。不同偏振状态LG01模式矢量涡旋激光的光束质量因子小于2.4,接近LG01模式激光的光束质量因子的理论值,表明实现了高光束质量的涡旋激光输出。通过调整增益介质Yb:YAG晶体的厚度为1 mm及输出耦合镜反射率为98%,在紧聚焦环形光泵浦的Yb:YAG微片激光器中实现了高光束质量、拓扑荷可调控LG0/（l=1,2…,14）模式径向偏振涡旋激光输出。研究结果表明,具有不同拓扑荷的径向偏振涡旋激光的螺旋相位和偏振状态都是稳定且可再现的。而且实现了激光波长可调控的涡旋激光运转,拓扑荷为1至7的径向偏振涡旋激光在1030 nm波长振荡;拓扑荷为8至10的径向偏振涡旋激光是1030 nm和1050 nm双波长振荡;拓扑荷大于10的径向偏振涡旋光束工作在1050 nm。在入射泵浦光功率为7.8 W时获得了输出功率为1.36 W的LG0.14模式径向偏振涡旋激光,相应的光-光转换效率高达17.5%。实验获得了不同拓扑荷数的的径向偏振涡旋激光的光束质量因子几乎等于LG0,l模式激光光束传输质量因子的理论值,实现了高光束质量、拓扑荷可调控径向偏振涡旋激光输出。利用多模激光速率方程从理论上计算了环形光泵浦Yb:YAG微片激光器产生拓扑荷可调控的LG模式涡旋激光的阈值泵浦功率,阐明了拓扑荷可调控涡旋激光运转的机制。实验中采用1 mm厚的10 at.%Yb:YAG晶体作为激光增益介质、反射率为95%的输出耦合镜,在环形光倾斜泵浦的Yb:YAG微片激光器中实现了相位奇点高达10的涡旋阵列激光输出。通过改变泵浦功率获得了相位奇点从1到10连续变化的涡旋阵列激光输出,而且涡旋阵列激光中的相位奇点都呈现点对称分布。不同相位奇点的涡旋阵列激光稳定振荡所对应的泵浦功率范围都大于0.3 W。不同相位奇点涡旋阵列激光都工作在1030nm。涡旋阵列激光的输出功率随入射泵浦光功率呈线性增加,斜率效率高达37.4%。在入射泵浦功率为8.2 W时,获得了大于2 W的含有10个相位奇点的涡旋阵列激光输出,对应的光-光转换效率高达24.5%。利用倾斜环形光泵浦Yb:YAG微片激光器所产生的不均匀分布的饱和反转粒子数,结合LG模式激光振荡阈值条件,从理论上阐明了环形光倾斜泵浦Yb:YAG微片激光器产生相位奇点可调控涡旋阵列激光输出的机理。
马衍骏[5]（2019）在《掺Yb稀土钙氧硼酸盐晶体长波发射边带激光特性研究》文中研究指明工作于1-?m近红外波段的Yb或Nd离子固态激光器,其发射波长通常位于1020-1070 nm的范围内。在自由运转条件下,能够在超过1080 nm的长波光谱区实现激光运转的Yb或Nd离子激光介质为数很少。Yb:YCa4O（BO3）3（Yb:YCOB）等掺Yb稀土钙氧硼酸盐晶体的发射谱除了主发射带外,还包括一个中心波长位于约1084nm的发射边带,使其可产生长波高功率激光输出。因此,研究掺Yb稀土钙氧硼酸盐晶体的长波发射边带激光特性有着重要实际意义。本工作中,我们较为系统地研究了Yb:YCOB单一晶体和Yb:YGdCOB(Yb0.14:Y0.77Gd0.09Ca4O（BO3）3)混晶的长波发射边带连续波激光特性以及晶体温度对激光性能的影响,实现了以二维MoTe2为可饱和吸收体的Yb:YCOB微片晶体激光器的被动调Q脉冲运转。通过抑制主发射带的高增益激光振荡,在长波发射边带内实现不同切向Yb:YCOB单一晶体和Yb:YGdCOB混晶的高效率连续波激光运转。由Z-切向Yb:YCOB晶体产生的线偏振（E//X）激光运转,其中心波长位于1084 nm,最大输出功率可达15.5 W,相应的光-光转换效率和斜率效率分别为44.4%和52%。而利用Z-切向Yb:YGdCOB混晶,可获得的输出功率达到16.2 W,光-光转换效率为50.3%,而斜率效率为58%。在自由运转方式下,由Z-切向Yb:YGdCOB混晶所产生的最大输出功率可提高至18.1 W,而光-光转换效率和斜率效率分别为60.0%和70%。实验研究表明,晶体温度升高会导致激光输出特性变差,但长波发射边带内的激光运转所受晶体温度影响的程度远小于主发射带激光运转。对于Yb:YCOB晶体的1084 nm发射边带激光运转,测得输出功率随晶体温度升高而下降的速率为0.006W/?C;而对于1023 nm主发射带激光运转,这一值高达0.028 W/?C。利用4 mm长的平行平面腔,实现了Yb:YCOB微片晶体激光器二维MoTe2被动调Q脉冲运转。当入射泵浦功率为5.0 W时,所产生的脉冲输出功率达到1.58 W,脉冲重复率为704 kHz,斜率效率为36%,相应的脉冲能量和峰值功率分别为2.25?J和40.8 W,而最短脉冲宽度为52 ns。这些实验结果,显示出Yb:YCOB等掺Yb稀土钙氧硼酸盐晶体在新型二维可饱和吸收体被动调Q激光器中的应用潜力。
金涛[6]（2019）在《掺钕组合晶体双波长激光器的功率均衡机制研究》文中研究说明近年来,随着移动互联网的快速发展,各种新型无线通信业务迭出,网络数据量呈现指数式增长,有限的频谱资源变得越来越稀缺,此前尚未使用的毫米波和亚毫米波也开始被提上日程。为了得到上述信号,我们需要合适的双频/双波长激光器,而在常见的晶体激光器中,掺钕离子的激光器凭借着其较大的增益带宽,已成为目前主流双频/双波长激光器的研究对象之一。本文在此基础上,提出了一种结构更加特殊的Nd:YVO4/Nd:GdVO4组合晶体新型激光器,并实验研究了其温控输出特性,最后理论分析了其功率均衡的实现机理。全文的大致内容如下:（1）概括性地说明了亚毫米波的现实意义及应用前景,并重点介绍了其常见的光学生成方法,最后对双频/双波长激光器的国内外研究现状做了简单介绍。（2）先介绍了掺钕组合晶体双波长激光器的构成,接着从量子学角度对激光器的工作原理做了剖析,分析了四能级系统速率方程、输出特性等理论,最后分析了此类激光器的功率均衡度调节方法。（3）实验研究了在一定抽运条件下,Nd:YVO4/Nd:GdV04组合晶体随温度变化的输出特性。在实验过程中,设置泵浦电流为14.5 A,以℃为间隔改变组合晶体热沉温控温度由5℃至40℃,激光器可实现310 GHz以上的大频差激光信号输出。分析实验结果,发现输出双频信号的功率与热沉温控温度呈负相关关系,拟合出的左右峰变化率分别为-0.0190/℃和-0.0082/℃,且在温度为32.36℃时,激光器达到功率均衡状态。此外,还发现输出激光信号的中心波长会随着热沉温控温度的上升发生红移,且两者呈正相关关系,其中左峰漂移速度为9.70pmm/℃,右峰漂移速度为6.12 pmm/℃。（4）基于晶体热效应、组合晶体温度场分布仿真以及相应荧光谱的动态检测结果,说明了功率可调性是由组合晶体中两种晶体荧光谱的温度变化特性差异所引起。其中,仿真结果表明,组合晶体内外存在温差,前端Nd:YVO4晶体温度与热沉温度相差约25℃,后端Nd:GdVO4晶体与热沉温度相差约50 0C。而荧光谱检测实验结果则表明,Nd:YVO4/Nd:GdVO4组合晶体荧光谱左右峰的变化情况与实际输出信号左右峰的变化趋势基本一致,速率的吻合度也较高,且同样存在功率均衡点。
徐洁[7]（2017）在《Cr,Yb:YAG双掺中间层对Yb3+:YAG/Cr4+:YAG复合晶体激光性能影响的研究》文中指出激光二极管泵浦的被动调Q激光器是一种可产生高光束质量、高峰值功率脉冲激光的固体激光器。激光二极管泵浦的被动调Q激光器在激光加工、激光测距、激光点火、远程遥感及环境污染监测等领域有极其广泛的应用,因此,一直以来关于该类激光器的研究都是固体激光器研究领域的一大热点。复合晶体由于具有缓解热效应及缩短腔长等优势,被广泛的应用于高转换效率、高峰值功率的小型化被动调Q激光器的研制中。然而,通过热键合技术制成的复合晶体其键合面存在一层双掺中间层,而这层双掺中间层对复合晶体激光性能的影响仍未被系统地研究清楚。本文通过采用“三明治”结构将Cr,Yb:YAG双掺晶体放置在Yb3+:YAG晶体和Cr4+:YAG晶体中间模拟Yb3+:YAG/Cr4+:YAG复合晶体的构造,利用微片激光器的方式进行了 Cr,Yb:YAG双掺中间层对复合晶体激光性能影响的实验和理论研究。研究结果表明,Yb3+:YAG/Cr4+:YAG复合晶体中存在的Cr,Yb:YAG双掺中间层对输出激光的平均输出功率、转换效率以及单个脉冲的能量和峰值功率有负面影响。而且Yb3+:YAG/Cr4+:YAG复合晶体中存在的Cr,Yb:YAG双掺中间层会加剧纵模间的模式竞争,导致纵模个数减少、纵模间隔增大,进而导致输出激光脉冲序列稳定性变差。除实验研究之外,本文在被动调Q激光器速率方程基础上修订获得了可用于计算含双掺中间层在内的复合晶体被动调Q激光器输出激光性能的被动调Q速率方程,建立了复合晶体被动调Q激光器的速率方程模型。通过理论计算获得了包括双掺中间层在内的Yb3+:YAG/Cr4+:YAG复合晶体被动调Q微片激光器的激光性能,对比分析了模拟结果和实验结果,发现模拟结果能与实验结果很好地吻合。在此基础上,本文通过改变双掺中间层的厚度从理论上研究了 Cr,Yb:YAG双掺中间层厚度对Yb3+:YAG/Cr4+:YAG复合晶体被动调Q微片激光器的输出脉冲宽度、脉冲能量、峰值功率、重复频率以及平均输出功率的影响。理论研究结果表明Cr,Yb:YAG双掺中间层厚度变化对Yb3+:YAG/Cr4+:YAG复合晶体被动调Q微片激光器的输出脉冲宽度、脉冲能量、峰值功率、重复频率以及平均输出功率的影响极其微弱,但有可能对输出激光的纵模模式造成影响。通过合理的热键合工艺形成的双掺中间层有助于复合晶体被动调Q激光器工作在单纵模激光模式,从而实现输出激光脉冲序列的稳定化。本论文的研究成果对于研制新型Yb3+:YAG/Cr4+:YAG复合晶体实现高峰值功率、高光学转换效率激光输出具有重要的理论和实践指导意义。
林博鑫[8]（2017）在《GTR-KTP腔内倍频Cr,Nd:YAG自调Q绿光激光器高效稳定输出的研究》文中指出激光二极管（Laser Diode,LD）泵浦的全固态绿光激光器结合调Q技术和直接泵浦技术,不仅可以缓解泵浦光带来的热效应提高激光器的光学转换效率,而且可以有效缩短激光器的腔长从而产生高峰值功率、重复频率和窄脉宽的绿光脉冲,同时保证激光器结构相对简单易于实现激光器的小型化。为了在LD直接泵浦Cr,Nd:YAG/GTR-KTP腔内倍频自调Q绿光激光器中实现高效稳定绿光输出,本论文从倍频晶体长度、腔长、增益介质的Nd3+离子掺杂浓度等方面进行了相关实验和理论研究。首先,本论文阐述了 LD泵浦的全固态绿光激光器的研究进展,并指出传统方法产生绿光的不足和存在问题。然后论述了非线性光学频率转换相关理论以及分析了影响非线性光学频率转换效率的因素,并对激光晶体Nd3+掺杂浓度对其荧光寿命、吸收系数以及荧光量子效率的影响进行分析讨论。其次,在激光倍频实验中采用腔长为13 mm、7 mm长的GTR-KTP晶体及5 mm长的Cr,Nd:YAG晶体,在室温下实现了高效稳定脉冲绿光激光输出。当吸收泵浦光功率为1.65 W时,获得了 200mW的绿光输出,相应的光光转换效率为12.1%,该光光转换效率为同条件下所知最高转换效率。同时获得了脉冲能量大于8μJ、脉冲宽度为8.8 ns、峰值功率超过1 kW的脉冲绿光激光输出。当Cr,Nd:YAG/GTR-KTP腔内倍频自调Q绿光激光器的平均输出功率为131 mW时,绿光激光器可在室温下连续运行2小时,平均输出绿光功率抖动小于2.1%。最后,利用腔内倍频自调Q激光器速率方程组进行模拟计算,并与实验结果进行比较分析。在模拟结果和实验基础上进一步模拟了不同Nd3+掺杂浓度和长度的增益介质对泵浦阈值功率和输出倍频功率的影响,当泵浦功率为2 W时,在Nd3+掺杂浓度为3 at.%、长度为6 mm时获得最大输出倍频功率。此时倍频输出功率可以达到380 mW,相应的光光转换效率为19%,绿光激光性能得到有效提升。这为之后的GTR-KTP腔内倍频Cr,Nd:YAG自调Q绿光激光器高效稳定的设计及优化提供理论依据,也为实现高效、短脉冲的小型化绿光激光器提供了一种新方法。
杨林,董俊[9]（2015）在《基于被动调Q固体激光器的激光点火系统的研究进展》文中进行了进一步梳理稀薄燃烧是一种先进的燃烧方法,采用稀薄燃烧技术可以使发动机在减少废气排放的同时提高热效率。稀薄燃烧催发了激光点火技术的应用。最近几十年,脉冲宽度短、峰值功率高的被动调Q固体激光器得到了飞速的发展,特别是采用掺钕离子（Nd3+）和镱离子（Yb3+）的激光材料作为激光增益介质,用Cr4+∶YAG作为被动调Q开关的微片固体激光器在激光点火研究方面取得了长足的进展。系统地介绍了激光点火的机理和应用于激光点火的基于Nd∶YAG/Cr4+∶YAG与Yb∶YAG/Cr4+∶YAG的被动调Q固体激光器的最新研究进展,以及两类被动调Q激光器在激光点火应用中的优缺点,并指出了Yb∶YAG/Cr4+∶YAG被动调Q微片激光器在激光点火应用中的优势、需解决的问题及发展方向。
程莹[10]（2014）在《Yb:YAG强化Cr,Yb:YAG自调Q微片激光器性能研究》文中研究指明激光二极管泵浦的被动调Q固体激光器是一种可以获得高效率、短脉冲、高重复频率、高峰值功率脉冲激光输出的全固态激光器,在激光显示、激光医疗、机械加工、激光测距、激光通信、激光点火等领域具有广泛的应用。本文首先介绍了激光二极管泵浦的被动调Q固体激光器的应用背景,并从提高激光器效率和性能出发,介绍了包括掺Yb3+材料被动调Q固体激光器和双掺Cr4+、Yb3+材料自调Q固体激光器的发展概况。然后阐述了实验中选取Yb3+离子掺杂激光材料作为增益介质与Cr4+离子掺杂激光材料作为可饱和吸收体的光学特性和优势；利用被动调Q速率方程建立新的Yb:YAG强化Cr,Yb:YAG自调Q激光器的理论模型,结合实验结果系统地研究了激光材料光学特性参数、泵浦光参数对Yb:YAG强化Cr,Yb:YAG自调Q激光器的激光性能的影响。最后,基于键合Yb:YAG可以增加对泵浦光的吸收效率、提高粒子反转数以达到强化Cr,Yb:YAG自调Q激光性能的构思来进行实验设计,采用了固体微片激光器的形式对Yb:YAG强化Cr,Yb:YAG自调Q激光器性能进行了实验研究。详细地研究了吸收泵浦功率、输出耦合透射率、激光工作材料（激光晶体、激光陶瓷）对Yb:YAG强化Cr,Yb:YAG自调Q激光器的性能影响。用1.5mm厚的Yb:YAG透明激光陶瓷作为强化工作物质,0.5mm厚的Cr,Yb:YAG晶体作为自调Q激光工作物质,采用940nnm光纤耦合的激光二极管作为泵浦源,研究了Yb:YAG陶瓷强化Cr,Yb:YAG自调Q微片激光器的激光性能。当输出耦合镜透过率TOC=30%时,激光器在吸收泵浦功率为7.07W时获得了最高平均输出功率为530mW的自调Q激光输出,相应光-光转换效率是7.5%;此时自调Q激光脉冲的重复频率为25kHz,脉冲宽度为3.75ns,激光单脉冲能量为20.4μJ,峰值功率为5.44kW。用1.2mm厚的Yb.YAG晶体作为增益介质,0.5mm厚的Cr,Yb:YAG晶体作为自调Q激光工作物质,采用940nm高亮度单管激光二极管作泵浦源,实现了Yb:YAG晶体强化Cr,Yb:YAG自调Q微片激光器的高效激光输出。当输出耦合镜透过率ToC=50%时,激光器在吸收泵浦功率为2.5W时获得了0.8W的平均输出功率,光-光转换效率高达32%,激光的单脉冲能量为12.4μJ,脉冲宽度为1.68ns,对应的峰值功率约是7.4kW,重复频率是65kHz。利用被动调Q速率方程建立的理论模型,数值模拟的结果与本实验获得的激光脉冲特性基本符合,这对于理论指导优化实验具有重要意义。在不同输出耦合镜透射率条件下,Yb:YAG晶体强化Cr,Yb:YAG自调Q微片激光器的光学转换效率都高于Yb:YAG陶瓷强化自调Q微片激光器的激光转换效率。Yb:YAG晶体强化微片激光器的最佳输出耦合透射率是ToC=50%,Yb:YAG陶瓷强化微片激光器的是ToC=30%,前者获得的峰值功率、重复频率大于后者,脉冲宽度小于后者。而在相同TOC=30%时,采用Yb:YAG晶体和陶瓷材料作为强化工作物质的Cr,Yb:YAG自调Q激光器斜率效率分别为30%和10%,前者重复频率的增速大约是38.7kHz/W,也高于后者重复频率最大增速12.5kHz/W; Yb;YAG晶体材料激光器相比较于陶瓷材料激光器获得了更窄的脉冲宽度,但脉冲能量和峰值功率略微减小。这主要是由于Yb:YAG晶体取向选择偏振态可控特性与Cr4+:YAG依赖晶体取向的可饱和吸收特性相互结合导致输出激光偏振态强化效应所造成。
二、高掺杂浓度Nd∶YAG微片激光器获得高效激光输出（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、高掺杂浓度Nd∶YAG微片激光器获得高效激光输出（论文提纲范文）
（1）LD泵浦脉冲固体激光器输出功率提高的若干关键技术探索研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 LD泵浦的固体激光器发展 |
| 1.3 掺钕固体激光工作物质 |
| 1.4 LD泵浦的固体激光器的泵浦方式及热效应和热效应对激光器性能的限制 |
| 1.5 LD泵浦的旋转圆盘介质激光器提供了克服热效应的新思路及其研究进展 |
| 1.6 LD泵浦的掺钕固体脉冲激光器研究进展分析和可能的技术方案发展设想 |
| 1.7 本论文的研究内容及章节安排 |
| 2 LD泵浦的旋转Nd:glass圆盘锁模飞秒激光器研究 |
| 2.1 Nd:glass的性质 |
| 2.2 SESAM锁模技术 |
| 2.3 基于ABCD矩阵的稳定谐振腔高斯光束的自再现变换 |
| 2.4 旋转圆盘介质激光器的热分析 |
| 2.5 直径15mm的旋转Nd:glass圆盘锁模激光器实验研究 |
| 2.6 直径50mm的旋转Nd:glass圆盘锁模激光器功率扩展实验研究 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 LD泵浦的水冷旋转Nd:YAG声光调Q纳秒激光器研究 |
| 3.1 Nd:YAG的性质 |
| 3.2 声光调Q技术 |
| 3.3 可实现水冷的“准旋转”机构 |
| 3.4 基于“准旋转”机构的水冷旋转Nd:YAG连续激光器实验 |
| 3.5 基于“准旋转”机构的水冷旋转Nd:YAG声光调Q激光器实验 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 高调制深度SESAM被动调Q Nd:YVO_4微片皮秒激光器研究 |
| 4.1 Nd:YVO_4的性质 |
| 4.2 SESAM被动调Q微片激光器估值公式理论 |
| 4.3 引入SESAM双光子吸收的被动调Q微片激光器速率方程理论 |
| 4.4 高调制深度SESAM被动调Q微片激光器实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 全文总结与工作展望 |
| 5.1 本论文工作总结 |
| 5.2 下一步工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 1 攻读博士学位期间发表论文目录 |
（2）双频掺钕微片激光器的光谱和模式仿真及实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 微片激光器的研究现状 |
| 1.2.1 微片激光器的国外研究现状 |
| 1.2.2 微片激光器的国内研究现状 |
| 1.3 论文的研究内容及结构 |
| 第2章 原理分析 |
| 2.1 微片激光器的工作原理 |
| 2.1.1 光的受激辐射和放大 |
| 2.1.2 激光掺钕介质晶体 |
| 2.1.3 光学谐振腔 |
| 2.2 微片激光器的双频输出 |
| 2.2.1 激光器纵模选频 |
| 2.2.2 模式竞争 |
| 2.2.3 四能级系统 |
| 2.3 微片激光器的输出特性 |
| 2.3.1 激光器振荡阈值 |
| 2.3.2 输出功率 |
| 2.3.3 光腔内单程光子的损耗 |
| 2.3.4 高斯光束的场分布 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 Nd:GdVO_4和Nd:YVO_4双频微片激光器的频差温度特性研究 |
| 3.1 掺钕双频微片激光器频差影响因素研究 |
| 3.1.1 实验装置 |
| 3.1.2 不同谐振腔腔长实验对比 |
| 3.1.3 不同掺钕增益介质实验对比 |
| 3.2 增益系数曲线对双频信号频差的作用机理仿真研究 |
| 3.2.1 仿真实验原理 |
| 3.2.2 仿真实验结果及分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 Nd:YVO_4双频微片激光器的光束质量与模式特性研究 |
| 4.1 双频微片激光器光束质量研究 |
| 4.1.1 实验装置 |
| 4.1.2 光束质量因子的理论推导 |
| 4.1.3 双频微片激光器的光斑实验 |
| 4.1.4 双频微片激光器的光束质量因子分析 |
| 4.2 双频微片激光器模式特性仿真研究 |
| 4.2.1 平行平面腔模的迭代原理 |
| 4.2.2 抽运光分布测量 |
| 4.2.3 抽运光的模式迭代仿真实验 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（3）多波长、亚纳秒Yb:YAG/Cr4+:YAG/YVO4被动调Q拉曼微片激光器的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及应用前景 |
| 1.1.1 多波长激光在激光医学领域的应用 |
| 1.1.2 多波长激光在差频产生THz领域的应用 |
| 1.2 产生多波长激光的技术手段及研究进展 |
| 1.2.1 基于激光增益介质的不同激光发射谱线产生多波长激光的研究进展 |
| 1.2.2 利用受激拉曼散射技术产生多波长激光的研究进展 |
| 1.3 小型化固体拉曼激光器 |
| 1.3.1 常用的拉曼介质 |
| 1.3.2 激光增益介质 |
| 1.3.3 可饱和吸收体 |
| 1.4 被动调Q拉曼微片激光器概述 |
| 1.4.1 基于Nd~(3+)离子掺杂激光材料的被动调Q拉曼微片激光器研究进展 |
| 1.4.2 基于Yb~(3+)离子掺杂激光材料的小型被动调Q拉曼激光器研究进展 |
| 1.5 本论文的主要研究思路及研究内容 |
| 第2章 被动调Q拉曼微片激光器理论基础 |
| 2.1 受激拉曼散射的基本理论 |
| 2.2 被动调Q拉曼微片激光器热效应的研究 |
| 2.2.1 激光增益介质热效应的影响因素 |
| 2.2.2 LD端面泵浦微片激光器的热效应模型 |
| 2.2.3 拉曼晶体的热效应 |
| 2.3 LD端面泵浦被动调Q拉曼微片激光器速率方程 |
| 第3章 多波长连续拉曼微片激光器 |
| 3.1 多波长Yb:YAG/Nd:YVO4连续拉曼微片激光器 |
| 3.1.1 实验装置 |
| 3.1.2 实验结果与讨论 |
| 3.2 实现类光频梳输出的Yb:YAG/YV04连续涡旋拉曼微片激光器 |
| 3.2.1 涡旋光的概述 |
| 3.2.2 实验装置 |
| 3.2.3 实验结果与讨论 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 多波长被动调Q拉曼微片激光器 |
| 4.1 实验装置 |
| 4.2 实验结果与讨论 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 高峰值功率、亚纳秒被动调Q拉曼微片激光器 |
| 5.1 多波长、亚纳秒1-1.1 μm被动调Q拉曼微片激光器及产生绿光的实验 |
| 5.1.1 实验装置 |
| 5.1.2 实验结果与讨论 |
| 5.2 高峰值功率、亚纳秒被动调Q拉曼微片激光器的优化 |
| 5.2.1 被动调Q拉曼微片激光器速率方程的研究 |
| 5.2.2 实验装置 |
| 5.2.3 实验结果与讨论 |
| 5.2.4 实验结果与其它课题组结果的比较 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 准连续LD泵浦被动调Q拉曼激光器 |
| 6.1 准连续LD泵浦的亚纳秒被动调Q拉曼微片激光器 |
| 6.1.1 实验装置 |
| 6.1.2 实验结果与讨论 |
| 6.2 基于Yb:YAG-Cr~(4+):YAG复合晶体的平凹腔被动调Q拉曼激光器 |
| 6.2.1 实验装置 |
| 6.2.2 实验结果与讨论 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间参与发表的论文 |
| 致谢 |
（4）高光学转换效率Yb:YAG涡旋微片激光器（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 涡旋光束的应用 |
| 1.2.1 量子通信 |
| 1.2.2 光镊 |
| 1.2.3 激光加工 |
| 1.3 涡旋激光的产生方式 |
| 1.3.1 间接法产生涡旋激光 |
| 1.3.2 直接法产生涡旋激光 |
| 1.4 涡旋激光器的研究进展 |
| 1.4.1 矢量涡旋激光器的研究进展 |
| 1.4.2 高阶涡旋激光器的研究进展 |
| 1.4.3 阵列涡旋激光器的研究进展 |
| 1.5 激光工作物质 |
| 1.6 本论文的主要研究思路及研究内容 |
| 第2章 涡旋激光器的基本理论 |
| 2.1 LG模式涡旋光束 |
| 2.2 涡旋光束的偏振状态 |
| 2.3 反转粒子数分布 |
| 2.4 激光振荡的阈值泵浦光功率 |
| 2.5 谐振腔的损耗 |
| 2.5.1 衍射损耗 |
| 2.5.2 透射损耗 |
| 2.5.3 自吸收损耗 |
| 第3章 环形泵浦光及其理论模型 |
| 3.1 环形泵浦光 |
| 3.2 聚焦环形光的理论模型 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 偏振态可调控的Yb:YAG矢量涡旋微片激光器 |
| 4.1 实验装置 |
| 4.2 实验结果与讨论 |
| 4.3 机理分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 拓扑荷可调控的Yb:YAG矢量涡旋微片激光器 |
| 5.1 实验装置 |
| 5.2 实验结果与讨论 |
| 5.3 机理分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 涡旋阵列Yb:YAG微片激光器 |
| 6.1 实验装置 |
| 6.2 实验结果与讨论 |
| 6.3 机理分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 未来研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间参与发表论文 |
| 致谢 |
（5）掺Yb稀土钙氧硼酸盐晶体长波发射边带激光特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 稀土钙氧硼酸盐晶体概述 |
| 1.3 稀土钙氧硼酸盐晶体的研究历史 |
| 1.4 学位论文工作及主要创新点 |
| 第二章 Yb:YCOB晶体长波发射边带的连续波激光特性 |
| 2.1 X-切向晶体的激光特性 |
| 2.2 Y-切向晶体的激光特性 |
| 2.3 Z-切向晶体的激光特性 |
| 2.4 比较 |
| 2.5 本章总结 |
| 第三章 温度对Yb:YCOB晶体激光性能的影响 |
| 3.1 晶体温度对Yb:YCOB激光发射谱的影响 |
| 3.2 晶体温度对Yb:YCOB激光输出特性的影响 |
| 3.3 Yb:YCOB不同波长激光振荡受晶体温度影响的比较 |
| 3.4 晶体温度对激光输出光束的影响 |
| 3.5 不同切向Yb:YCOB晶体的比较与总结 |
| 第四章 Yb:YCOB晶体的被动调Q脉冲激光特性——以 MoTe_2 为可饱和吸收体 |
| 4.1 二维MoTe_2 样品的表征 |
| 4.2 Yb:YCOB晶体的二维MoTe_2 被动调Q特性 |
| 4.3 比较与分析 |
| 4.4 本章总结 |
| 第五章 Yb_(0.14):Y_(0.77)Gd_(0.09)Ca_4O(BO_3)_3 混晶长波发射边带的连续波激光特性 |
| 5.1 自由运转条件下长波发射边带的连续波激光特性 |
| 5.2 抑制短波振荡条件下长波发射边带的连续波激光特性 |
| 5.3 晶体温度对长波发射边带激光特性的影响 |
| 5.4 不同晶体的长波激光特性比较 |
| 5.5 本章总结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的SCI收录论文目录 |
| 攻读硕士学位期间获得的荣誉和奖励 |
| 致谢 |
（6）掺钕组合晶体双波长激光器的功率均衡机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 双频/双波长激光器的研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 论文的研究内容及结构 |
| 第2章 双频/双波长激光器的结构组成及工作原理分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 常见的激光器增益介质 |
| 2.3 掺钕组合晶体双波长激光器的构成 |
| 2.3.1 激光器的激励源 |
| 2.3.2 激光器的增益介质 |
| 2.3.3 激光器的光学谐振腔 |
| 2.4 掺钕组合晶体双波长激光器工作原理及输出特性分析 |
| 2.4.1 四能级速率方程理论 |
| 2.4.2 激光器的输出特性 |
| 2.5 掺钕组合晶体双波长激光器的功率均衡度调节方法 |
| 2.5.1 基于移动泵浦光源汇聚位置的功率均衡度调节方法 |
| 2.5.2 基于掺钕组合晶体温度特性的功率均衡度调节方法 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 掺钕组合晶体双波长激光器的温度特性实验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 掺钕组合晶体双波长激光器实验设计 |
| 3.3 掺钕组合晶体双波长激光器实验装置 |
| 3.4 掺钕组合晶体双波长激光器温度特性实验 |
| 3.4.1 掺钕组合晶体的荧光谱检测实验 |
| 3.4.2 掺钕组合晶体随温度变化的输出信号频谱检测实验 |
| 3.4.3 掺钕组合晶体温控功率调谐输出的实验 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 掺钕组合晶体双波长激光器的热致功率均衡机制研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 功率均衡对外差调制的影响 |
| 4.3 组合晶体热效应及理论模型仿真 |
| 4.3.1 组合晶体热效应 |
| 4.3.2 模型仿真求解组合晶体温度场分布 |
| 4.4 基于荧光谱温度特性检测实验的功率均衡机制分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（7）Cr,Yb:YAG双掺中间层对Yb3+:YAG/Cr4+:YAG复合晶体激光性能影响的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及应用前景 |
| 1.1.1 激光诱导击穿光谱 |
| 1.1.2 激光点火 |
| 1.1.3 激光加工 |
| 1.2 激光二极管泵浦的被动调Q固体激光器的结构 |
| 1.2.1 被动调Q激光器工作物质的组成 |
| 1.2.2 分立和复合结构 |
| 1.2.3 双掺晶体 |
| 1.3 复合晶体激光器研究的进展及存在的问题 |
| 1.3.1 研究进展 |
| 1.3.2 存在问题 |
| 1.4 论文的思路及主要内容 |
| 第二章 理论 |
| 2.1 被动调Q速率方程 |
| 2.2 反转粒子数密度的三个临界状态 |
| 2.3 调Q脉冲特性的计算公式 |
| 第三章 实验方法 |
| 3.1 实验设计 |
| 3.2 实验装置 |
| 3.3 实验测量仪器 |
| 第四章 实验结果与讨论 |
| 4.1 Cr,Yb:YAG中间层对激光的平均输出功率的影响 |
| 4.2 Cr,Yb:YAG中间层对激光的光学转换效率和光斑的影响 |
| 4.3 Cr,Yb:YAG中间层对激光脉冲序列和单个脉冲的影响 |
| 4.4 Cr,Yb:YAG中间层对激光的纵模的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 理论模拟研究 |
| 5.1 理论公式 |
| 5.2 仿真参数 |
| 5.3 模拟结果与实验结果的对比分析 |
| 5.4 双掺晶体中间层厚度对晶体激光性能的影响仿真 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 实验中不足和有待改进的地方 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（8）GTR-KTP腔内倍频Cr,Nd:YAG自调Q绿光激光器高效稳定输出的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 激光二极管泵浦固体激光器的发展概况 |
| 1.2 直接泵浦固体激光器的研究进展 |
| 1.3 绿光激光的产生方法及应用 |
| 1.4 LD泵浦的全固态绿光激光器的研究进展 |
| 1.5 本文研究思路以及主要内容 |
| 第二章 激光非线性光学频率转换理论基础 |
| 2.1 非线性光学频率转换理论 |
| 2.1.1 非线性光学效应 |
| 2.1.2 常见的非线性晶体 |
| 2.1.3 非线性晶体的相位匹配 |
| 2.1.4 非线性光学频率转换效率 |
| 2.2 腔内倍频调Q速率方程理论 |
| 2.2.1 调Q速率方程 |
| 2.2.2 引入腔内倍频项的被动调Q速率方程 |
| 2.3 激光晶体掺杂浓度 |
| 2.3.1 荧光寿命 |
| 2.3.2 吸收系数 |
| 2.3.3 荧光量子效率 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 GTR-KTP腔内倍频Cr,Nd:YAG自调Q绿光激光器高效稳定输出的实验研究 |
| 3.1 实验装置 |
| 3.1.1 固体激光器泵浦源 |
| 3.1.2 激光谐振腔结构 |
| 3.1.3 激光工作物质 |
| 3.1.4 激光倍频晶体 |
| 3.2 GTR-KTP腔内倍频Cr,Nd:YAG自调Q绿光激光器高效稳定输出实验研究 |
| 3.2.1 倍频晶体长度对绿光激光性能的影响 |
| 3.2.2 腔长对绿光激光性能的影响 |
| 3.2.3 GTR-KTP腔内倍频Cr,Nd: YAG自调Q绿光激光器高效稳定输出的实验结果及分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 激光晶体掺杂浓度对输出绿光激光影响的理论研究 |
| 4.1 仿真主要参数 |
| 4.2 仿真与实验结果对比 |
| 4.3 不同掺杂浓度Nd:YAG的泵浦阈值功率理论计算 |
| 4.4 不同掺杂浓度Nd:YAG的输出倍频功率理论计算 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 硕士期间科研成果 |
| 致谢 |
（9）基于被动调Q固体激光器的激光点火系统的研究进展（论文提纲范文）
| 1引言 |
| 2激光点火系统 |
| 2.1 激光点火的原理 |
| 2.2 激光点火系统的结构 |
| 3用于激光点火系统的被动调 Q 固体激光器的研究进展 |
| 3.1 Nd∶YAG/ Cr4+∶YAG 被动调 Q 固体激光器 |
| 3.2 Yb∶YAG/Cr4+∶YAG 被动调 Q 固体激光器 |
| 4结论 |
（10）Yb:YAG强化Cr,Yb:YAG自调Q微片激光器性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及应用前景 |
| 1.2 Yb~(3+)离子材料被动调Q激光器的研究进展 |
| 1.2.1 掺Yb~(3+)离子材料被动调Q激光器的研究进展 |
| 1.2.2 双掺Cr~(4+),Yb~(3+)：YAG自调Q激光器的研究进展 |
| 1.3 本论文的研究思路内容 |
| 第二章 LD泵浦Yb：YAG强化Cr,Yb：YAG自调Q微片激光器的理论研究 |
| 2.1 激光器的构成 |
| 2.2 被动调Q开关的选择 |
| 2.3 掺Yb~(3+)离子激光工作物质光学性能 |
| 2.4 速率方程理论分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 Yb：YAG强化Cr,Yb：YAG自调Q微片激光器的实验研究 |
| 3.1 实验装置、材料和设备 |
| 3.2 Yb：YAG陶瓷强化Cr,Yb：YAG自调Q微片激光器的实验结果分析 |
| 3.3 Yb：YAG晶体强化Cr,Yb：YAG自调Q微片激光器的实验结果分析 |
| 3.4 实验结果对比讨论 |
| 3.4.1 Yb：YAG晶体强化Cr,Yb：YAG自调Q微片激光器实验结果与数值模拟对比分析 |
| 3.4.2 Yb：YAG陶瓷与晶体强化Cr,Yb：YAG自调Q微片激光器实验结果对比讨论 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 结论与展望 |
| 4.1 主要结论 |
| 4.2 实验中不足和有待改进的地方 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表论文和专利 |
| 致谢 |
四、高掺杂浓度Nd∶YAG微片激光器获得高效激光输出（论文参考文献）
- [1]LD泵浦脉冲固体激光器输出功率提高的若干关键技术探索研究[D]. 龚磊. 华中科技大学, 2020
- [2]双频掺钕微片激光器的光谱和模式仿真及实验研究[D]. 邹宇玲. 杭州电子科技大学, 2020(02)
- [3]多波长、亚纳秒Yb:YAG/Cr4+:YAG/YVO4被动调Q拉曼微片激光器的研究[D]. 王小磊. 厦门大学, 2019(07)
- [4]高光学转换效率Yb:YAG涡旋微片激光器[D]. 陈迪萌. 厦门大学, 2019(07)
- [5]掺Yb稀土钙氧硼酸盐晶体长波发射边带激光特性研究[D]. 马衍骏. 青岛大学, 2019
- [6]掺钕组合晶体双波长激光器的功率均衡机制研究[D]. 金涛. 杭州电子科技大学, 2019(01)
- [7]Cr,Yb:YAG双掺中间层对Yb3+:YAG/Cr4+:YAG复合晶体激光性能影响的研究[D]. 徐洁. 厦门大学, 2017(07)
- [8]GTR-KTP腔内倍频Cr,Nd:YAG自调Q绿光激光器高效稳定输出的研究[D]. 林博鑫. 厦门大学, 2017(07)
- [9]基于被动调Q固体激光器的激光点火系统的研究进展[J]. 杨林,董俊. 激光与光电子学进展, 2015(03)
- [10]Yb:YAG强化Cr,Yb:YAG自调Q微片激光器性能研究[D]. 程莹. 厦门大学, 2014(08)