一、纵向抽运Cr~(3+)∶LiSAF_6激光器小信号增益的理论研究（论文文献综述）
李子豪[1]（2021）在《频差可调谐双腔双频Yb：KGW激光器设计及实验研究》文中提出自世界上第一台红宝石激光器问世以来,激光以其亮度高、方向性好和相干性好等特性,在工业生产、国防、医疗、科学研究等领域获得了广泛应用。特别在合成波绝对距离干涉测量应用中,双频激光器发挥着极其重要的作用,其频差越大,合成波长越小,测距精度就越高;同时,为了易于实现对被测距离的粗测,需要较大的合成波长,即要求双频激光的频差尽量小,因此,大频差可调谐双频激光器成为合成波绝对距离干涉测量系统的理想光源。固体激光器的增益线宽很宽,可以产生大频差可调谐双频激光输出,开展大频差可调谐双频固体激光技术研究具有十分重要的意义。为了实现频差可调谐的双频激光输出,本论文设计了一种基于双法布里-珀罗（F-P）标准具选模原理的双腔双频Yb:KGW激光器,实验研究了激光器的纵模振荡、频率调谐、输出功率和偏振态等特性。论文内容主要包括以下五个部分:第一,综述了双频激光技术的研究意义及其国内外研究现状,分析了全固态激光器的基本组成、工作原理及特性。第二,设计了一种以双F-P标准具作为选模元件的双腔双频Yb:KGW激光器研究方案,通过微调双腔内两只薄F-P标准具的倾角来实现单纵模选择及双腔双频激光的频差调谐,理论分析了该方案的可行性。第三,设计了几组不同参数的F-P标准具,仿真分析了双腔双频Yb:KGW激光器双F-P标准具的选模特性及频率调谐特性,结果表明:当两种标准具的厚度分别为1mm和260μm、反射率分别为85%和90%时,二者组合使用可以实现激光单纵模选择;当薄标准具的倾斜角度在2.13°～2.65°范围内变化时,单纵模激光频率调谐量可达到THz量级;继续增大薄标准具的倾斜角度,单纵模激光频率调谐量会出现周期性变化。第四,建立了 LD泵浦单频Yb:KGW激光器实验系统,实验研究了激光系统的功率特性、偏振特性、选模特性及频率调谐特性等。研究结果表明:通过同时微调两个F-P标准具的倾斜角度,既可实现单纵模激光振荡输出,同时也可对单纵模激光的频率进行调谐,其频率调谐量最大可达到1.97THz左右。第五,建立了 LD泵浦双腔双频Yb:KGW激光器实验系统,实验研究了双频激光的纵模振荡、输出功率、频差调谐及偏振态等特性,研究结果表明:固定腔长为50mm,泵浦功率为4.8W,调谐双腔内两种标准具的倾角,可以使系统输出两束单纵模激光,其频差调谐量最大可达1.41THz左右。综上所述,本论文设计并分析了 LD泵浦双F-P标准具选模双腔双频Yb:KGW激光器,实验研究了激光单纵模选择、频率调谐和偏振态等特性,为进一步研究开发LD泵浦双腔双频Yb:KGW激光器奠定了坚实基础。
高志红[2]（2020）在《基于双折射滤波全固态连续单频激光技术的研究》文中研究指明激光干涉由于具有测量精度高、测量范围大等优点,在先进制造业、航空航天、科学研究和军事侦查等领域得到越来越广泛的应用。例如,激光干涉是测量大口径长焦距光学元件面型精度的主要方法,对单频激光器输出功率、功率稳定性、激光相干长度、激光器结构和成本均提出严格要求,现有激光器无法同时满足这些要求。为此,本论文研究探索一种能获得百毫瓦级别输出功率、功率稳定性好、激光线宽窄、结构简单、成本低、输出波长能从可见光到红外的单频激光技术。本文在全面综合分析国内外各种单频技术的优缺点的基础上,确立以双折射滤波获得单频激光为研究的技术路线,提出利用楔形Nd:YVO4激光晶体和波片构成双折射滤波器的方法,克服传统双折射滤波需要额外插入布氏片或偏振片等问题,并开展了一系列基于双折射滤波选频的理论和实验研究,获得几种满足以上要求的激光器设计方案。论文的主要研究内容如下:1、在以激光晶体一个端面作为谐振腔腔镜的驻波腔中,理论研究分析了LD端面泵浦连续激光器中烧孔效应对反转粒子数分布和增益的影响,数值计算了增益介质长度、掺杂浓度、谐振腔长和振荡模频差对激光单纵模运转的影响。分析了不同应用中双折射滤波器的原理,比较了布氏片+波片和偏振片+波片两种双折射滤波方案的透射率曲线,提出了由楔形Nd:YVO4激光晶体和波片构成双折射滤波器的方法。总结了泵浦光和振荡光的模式匹配对激光输出的影响,为后续实验的泵浦耦合系统设计和谐振腔的设计奠定了理论基础。2、设计了基于宽发射面激光二极管（LD）的光束整形系统,以此作为激光器的端面泵浦耦合系统。通过对宽发射面激光二极管光束特性的分析,软件模拟了其远场矩形光斑分布;确定了像散的计算方法;测量了LD输入电流和温度对其输出功率、中心波长、光束的发散角和远场光斑的影响。通过对目前端面耦合系统的分析和总结,设计了两款不同的光束整形系统,仿真计算的聚焦光斑尺寸分别为150μm×170μm和71μm×52μm,实验结果证明,后者更满足模式匹配的要求。3、选用a轴切割的、楔角10°的Nd:YVO4晶体为谐振腔中的选偏元件,通过合理设计能产生相位差的YVO4晶体,在谐振腔中构造了楔形Nd:YVO4/YVO4双折射滤波器。理论推导了该滤波器的滤波损耗,分析YVO4晶体长度和温度对滤波器透射光谱的影响。搭建了LD端面泵浦的楔形Nd:YVO4/YVO4激光实验,研究了不同泵浦功率下,晶体温度对激光输出波长和功率的影响。激光器单纵模运转时,波长调谐温度范围大于15℃,实现了宽温范围激光波长可调谐、最高单频输出功率为762m W的线偏振光输出,斜效率为40%。4、对于自由运转的腔内倍频激光器多纵模振荡,理论研究了线性损耗和非线性损耗对非激活模小信号增益的影响,结果表明,在没有额外选频元件插入时,腔倍频激光器很难实现单纵模运转。但在腔内引入双折射滤波器后,通过数值计算不同纵模获得的增益和滤波损耗,激光器会出现单纵模振荡或频差为FSR双纵模振荡时。实验采用V型谐振腔,利用楔角10°的a轴切割Nd:YVO4激光晶体和KTP倍频晶体在腔内构成了双折射滤波器,研究了KTP晶体长度、光入射到KTP晶体中的角度和KTP晶体温度对腔内基频光谱的影响。通过优化输出镜曲率半径和谐振腔长,设置最佳温度,将单频激光输出功率从120m W提高至290m W,光光转化效率14.5%,激光器单频运转温度范围约为6℃。本文通过研究基于双折射滤波的单频激光技术,在Nd:YVO4激光器中成功地获得了1064nm和532nm的单频激光,这种由楔形Nd:YVO4激光晶体和波片构成的双折射滤波器还可用在1342nm、671nm、914nm等激光器中,为单频激光双折射滤波器构成提供了一种新的方法和思路。
欧阳诚[3]（2020）在《近红外波段新型可调谐、高稳定锁模激光器的研究》文中指出激光是二十世纪最伟大的发明之一。而其中固体激光应用非常广泛,特别是在金属加工、医学、工业制造等方面,如眼科手术,红绿蓝（RGB）光源激光打印机和放映机,环境测量等。历史上,科学家们使用单晶或玻璃被用作固态激光器的增益介质,首先成功的是梅曼在1960年设计的红宝石激光器,而自从1964年人们使用Nd:YAG(Nd:Y3Al5O12)单晶在室温下成功产生连续波激光振荡以来,使用单晶的固体激光器的设计不断取得突破。而透明陶瓷激光材料因其相对于单晶激光的诸多优点而成为一种很有前途的候选增益介质。首先,陶瓷可以大量生产,其次,它们可以为高光束质量的光纤激光器提供增益介质,也可以制成结构复杂的复合激光介质,此外,陶瓷可以大量均匀地掺杂激光活性离子。它们还可用于制造新型激光材料,如倍半氧化物,这是传统熔体生长过程所不能生产的,这种新型激光材料具有抗激光损伤能力强、寿命长等优点,在高功率密度激光领域具有广阔的应用前景。所以使用透明陶瓷材料代替单晶材料作为激光增益介质已经成为研究热点。本文先围绕新型激光增益固体材料,理论分析了基质材料对光谱的影响因素以及热机械性能和热光性能,并且详细理论性地给出了能级系统的速率方程描述,从而预测激光输出的特性;随后分别设计和组建了连续波工作的陶瓷激光器和可调谐的陶瓷激光器,具体研究Yb:YAG(Yb:Y3Al5O12)和Yb:YSAG(Yb:Y3ScxAl5-xO12)两种不同基质陶瓷以及同种基质不同厚度陶瓷的光学和热学性能;因为固体激光器存在稳定性较差的缺点,因此开展高稳定的锁模激光器研究是必要的,所以基于半导体可饱和吸收镜技术,实现了全保偏光纤结构的高稳定性的超短锁模脉冲输出。本文具体研究工作内容如下:1.在掺镱激光增益固体材料方面,先分析了Yb3+作为活性离子与Nd3+相比的主要优点是效率高、产热低,量子缺陷小;然后确定镱作为掺杂元素,并且对比发现在透明陶瓷基质材料中掺杂倍半氧化物,增大了吸收截面和热导系数,从而增强了陶瓷抗激光损伤能力,体现了YSAG材料的耐损伤的优点;然后详细理论性地给出了能级系统的速率方程描述,预测激光输出的特性;最后介绍了激光器的组成和激光产生原理,为进一步研究掺镱陶瓷固体激光器的激光特性提供理论基础。2.在掺镱陶瓷连续激光振荡器研究方面,分别设计和组建了连续波工作的陶瓷激光器和可调谐的陶瓷激光器,具体对比研究Yb:YAG和Yb:YSAG两种不同基质陶瓷以及同种基质不同厚度陶瓷的光学和热学性能。在Yb:YSAG陶瓷激光器中,获得输出功率为1.79W,其对应的斜率效率为19.7%的连续激光,可调谐光谱范围超过19nm。3.因为固体激光器存在稳定性较差的缺点,因此开展高稳定的锁模激光器研究是必要的,首先,研究了光纤锁模激光器的锁模机制,结合理论分析设计并组建了基于半导体可饱和吸收体的全保偏掺铒光纤锁模振荡器,通过优化掺铒光纤放大器增益光纤长度,匹配放大器正负色散光纤长度,获得平均功率119mW,脉冲能量1.43nJ,脉冲宽度73fs的飞秒脉冲;进一步完成了具有抗环境干扰能力的集成化设计,并实现了振荡器重复频率与铷原子钟的精密锁定,重复频率稳定后的频率标准差为160μHz。4.最后使用集成化的半导体饱和吸收镜锁模和腔内插入的光栅还开展了双脉冲光纤锁模激光器的探索研究,获得了光谱重叠重复频率差为13kHz的两个不同锁模脉冲。基于同一个激光器产生两个重复频率有一定差别的锁模脉冲是高相干双光梳种子源的可替代方案。双脉冲激光器单个腔体不仅减小系统体积,还增强了输出两个锁模脉冲的相干性。
戴荣[4]（2018）在《Nd:YVO4双频微片激光器的热致频差调谐及功率均衡实验研究》文中进行了进一步梳理毫米波和亚太赫兹波源在无线通信、光载波雷达、频率计量和光谱分析等领域展现出了较大的应用前景。通过改变掺钕介质的温度达到对双频激光信号的频差调谐,进而获得超过100 GHz以上的双频激光信号,对研究频率范围更高,频段范围更宽广的毫米波源具有很大的研究价值。此外,在超大频差激光信号输出前提下,通过调节LD抽运电流和热沉温控温度,实现激光信号功率均衡输出,可以提升外差拍频双频激光信号的拍频效率,从而得到大功率超大频差激光信号。双频微片激光器融合了频差调谐和功率均衡两项功能,是双频激光理论和技术领域的创新,具有良好的应用前景。为了对生成毫米波的双频微片激光器有更加具体的研究,本论文从双频微片激光器的热致频差调谐及功率均衡两方面进行理论和实验分析,其具体的内容从以下四个方面进行展开:（1）简单概述了毫米波技术发展的前景,对生成光毫米波的四种技术作了详细介绍。最后通过国内外研究团队在微片激光领域所做的工作,阐述了他们的研究成果。（2）介绍激光形成的物理基础和产生条件,对构成双频微片激光器的泵浦源,光学谐振腔和增益介质做详细分析。通过四能级速率方程,谱线加宽和模式竞争来阐述激光器的工作特性。最后概述了微片激光器的输出特性中的阈值功率,输出功率和斜效率。（3）对微片激光器的热致频差调谐进行实验研究。通过搭建符合条件的实验装置,将LD抽运电流分别固定在14.0 A和14.5 A,激光晶体温度从15℃调节到65℃,输出激光信号频差总体可在106.2 GHz-123.2GHz范围可调谐。实验结果发现,输出激光信号频差和激光晶体温度呈线性增长的关系,其增长率约为0.34 GHz/℃。实验表明热效应可以对激光信号频差进行调谐,进而输出亚太赫兹（sub-THz）频差。（4）对热效应引起激光晶体折射率和腔长变化作进一步研究。然后进行微片激光实验,在保证超大频差激光信号输出前提下,当LD抽运电流从13.5 A增加到14.5 A时,为保证激光信号左右峰输出相同的功率,对应的热沉温控温度必须从71.8℃下降到54.2℃,此时才能达到功率均衡,进而拍频输出最大的激光信号功率。实验结果表明,在双频激光信号超大频差和大功率输出时,LD抽运电流和热沉温控温度呈负相关关系。
芦宇[5]（2013）在《阳光泵浦Cr/Nd:YAG陶瓷激光研究》文中指出太阳光泵浦固体激光器在空间电站、清洁能源、海洋和大气探测、深度空间通讯等领域有着潜在应用价值。目前，太阳光直接泵浦固体激光器普遍存在阈值泵浦功率偏高、体积庞大和难于维护等问题，本文以Cr/Nd:YAG陶瓷作为激光工作物质，针对太阳光泵浦固体激光器中的几个关键问题进行了研究，主要包括激光介质的基本特性，菲涅尔聚焦透镜的设计以及低阈值激光器的设计与实验。力求实现一种低阈值、小体积、便于操作的太阳光直接泵浦固体激光器。本论文首先研究了Cr/Nd:YAG陶瓷的光谱特性及Cr3+向Nd3+能量转移机制。将Nd3+掺杂浓度相同的Nd/Cr:YAG陶瓷与Nd:YAG晶体的吸收谱进行对比研究，发现在各自吸收峰值处Cr3+的吸收截面比Nd3+的吸收截面大。测算出利用808nm激光单独激励的Cr/Nd:YAG陶瓷在1064nm处的有效受激发射截面为3×10-19cm2。太阳光同时激励Cr3+与Nd3+时，计算得出Cr/Nd:YAG陶瓷的有效受激发射截面为单独激励Nd3+（或Nd:YAG晶体）的三倍。采用理论计算与实验两种方法，分析了Cr/Nd:YAG陶瓷在579nm到601nm的可调谐激光激励下的有效能级寿命，证明了不同泵浦源激励下激光上能级有效寿命随之变化，本论文中以菲涅尔透镜聚焦后光谱为基础，计算了此泵浦光谱下的激光上能级有效寿命为0.55ms。因此选择Cr/Nd:YAG陶瓷激光介质将大幅度地降低激光输出的阈值泵浦功率，有利于太阳光低辐射功率密度下获得激光输出。在菲涅尔透镜设计方面，本文提出了聚焦光谱与Cr/Nd:YAG陶瓷吸收谱相匹配的菲涅尔透镜设计方法。首先，根据几何光学原理及预估校正算法对直径600mm焦距为600mm的菲涅尔透镜参数进行求解；其次，基于蒙特卡洛算法，比较三种菲涅尔透镜设计方法对直径5mm厚度3mmCr/Nd:YAG陶瓷的聚焦平均功率密度与平均吸收功率密度的影响。采用菲涅尔透镜强聚焦设计方法计算出的聚焦平均功率密度比菲涅尔透镜成像设计方法提高了18.8%，同时Cr/Nd:YAG陶瓷吸收的平均功率密度被提高了16.3%。而强吸收设计方法获得的平均吸收功率密度比传统的成像设计方法提高20%，有利于实现太阳光低辐射功率密度下的激光振荡输出。在理论方面，建立了菲涅尔透镜聚焦混合泵浦Cr/Nd:YAG陶瓷连续运转理论模型，解释了国外报道的激光输出特性现象，并提出了低泵浦阈值功率实验运转方案。首先，采用光迹追踪算法计算了泵浦效率，并提出泵浦阈值功率密度概念，建立了平均泵浦束腰随入射的太阳光功率变化的物理模型，数值计算了激光振荡过程的模式交叠积分与模式交叠效率；其次，此理论模型数值计算出的激光输出特性与国外文献所给出的实验结果相吻合，并对实验结果给予定性分析。最后，理论分析得出1.3m2菲涅尔透镜的聚焦效果下，选择直径为5mm长为50-60mm棒状的激光介质可降低激光泵浦阈值功率，有利于低辐射密度太阳光下获得激光输出。在实验方面，使用1.3m2菲涅尔透镜以及入口直径为25mm、出口直径为9mm的锥型陶瓷腔聚焦泵浦直径5mm、长度60mm的Cr/Nd:YAG陶瓷，在太阳光辐射为760W/m2与800W/m2的天气条件下进行了太阳光泵浦固体激光器的研究工作。两种天气下，输出耦合反射率为99%激光输出功率分别为0.58W与0.94W，输出耦合反射率为97%时激光输出功率分别为0.62W与1.4W。在此设计方案下，通过跟踪偏差实验计算出的有效泵浦阈值功率约为190W明显低于国外采用尺寸为直径9mm、长度100mm的Cr/Nd:YAG陶瓷的有效泵浦阈值功率272W。最后通过能流密度模型给出了近似条件下泵浦光强分布函数，找到了由于实验条件限制导致实验结果低于预期的原因，并且理论计算了理想情况下的激光输出特性。
郑婉君[6]（2011）在《脉冲红光泵浦Cr：LiSAF激光器的研究》文中认为全固化激光器由于其转换效率高、结构紧凑、体积小、寿命长以及具有高质量的激光光束等优点成为激光技术研究领域的热点。可调谐固体激光器的成功研制给固体激光器的研究注入了新的活力,以其较宽波段范围的可调谐输出能力广泛地应用于光纤通讯、工业生产、生物医学、激光武器等诸多方面。可调谐激光晶体材料的不断更新,不仅增加了固体激光光源的实用价值,更重要的是使超快光学有了突破性的进展,较宽的增益谱线使获得的飞秒脉冲更窄,峰值功率更高。众多可调谐激光晶体中,掺铬六氟铝锶锂（Cr3+:LiSrAlF6,简称Cr:LiSAF）的应用最为广泛,它是在近红外波段可以实现调谐输出的新型激光材料,具有转换效率高、调谐范围宽（750nm-1050nm）、上能级荧光寿命长（67μs）、峰值发射截面较大（5×10-20cm-2）、热透镜效应小、晶体散射损耗小以及高浓度的离子掺杂不会产生浓度猝灭现象等优点。非线性光学晶体以及光学频率变换技术的发展,使人们意识到可调谐Cr:LiSAF激光器的倍频光正好处于蓝光波段,恰好与海洋传输窗口相吻合,是水下通信的最佳波长。因此Cr:LiSAF激光器在科学研究、激光医学、军事通信等方面都有着广泛的潜在用途。本论文着重于全固态Cr:LiSAF激光器的实验研究,以Cr:LiSAF晶体的特性为基础,在实现了激光二极管双端泵浦Nd:YV04/LB0腔内倍频的高功率671nm红光激光输出后,展开了对Cr:LiSAF激光器输出特性的实验探讨。论文的内容包括了基础理论分析和实验研究,主要包含以下五个方面：1.绪论部分,主要概述了固体激光器的发展以及可调谐固体激光器的优势与应用,突出阐述了Cr:LiSAF激光器的国内外研究进展。2.从理论上介绍了Cr:LiSAF晶体的物理特性及其光学性质,为激光器的实验研究提供了充足的理论依据,并列出了它的一些重要光学参数,与其它晶体进行对比,突出了Cr:LiSAF的优势所在。3.实验选取的泵浦源是激光二极管双端泵浦Nd:YVO4/LBO内腔倍频的671nm全固态红光激光器。通过速率方程、腔内倍频理论等理论分析,得出了最佳性能参数,提高了输出泵浦光束质量。实验测得该装置获得了中心波长671nm,最大功率10.2mW的红光激光输出。相比于其他的泵浦源（激光二极管,闪光灯等）,该光源拥有更佳的激光光束以及更高的输出功率。4.实验采用671nm的红光固体激光器来泵浦Cr:LiSAF激光晶体,最终能够实现中心波长850nm,调谐范围为820nm到890nm,其脉冲重复频率为11KHz,脉冲宽度为100ns的激光输出。该装置的泵浦阂值功率为24mW,Cr：LiSAF激光器输出的最大平均功率可达60mW,此时对应红光的泵浦功率为521mW。使用短焦CCD探测器和图像采集系统,通过计算机观察并记录了输出光的光斑,并且调节晶体以及输出镜位置,针对光斑的输出情况进行了研究,主要记录了基模光斑,一阶和二阶横模光斑,探讨了不同条件下输出光的特性。5.研究期间的工作与成果总结以及后续工作计划展望。
庄鑫巍[7]（2006）在《Cr～（4+）：Mg2SiO4作为激光增益介质和可饱和吸收体的研究》文中进行了进一步梳理掺Cr4+激光材料的出现和器件的运转成功,把可调谐固体激光器的调谐范围由Cr3+、Ti3+离子的0.7μm～1.0μm谱区扩展到了1.0μm～1.8μm谱区,因此对掺Cr4+激光材料及其器件的研究已经成为固体可调谐激光器研究热点之一。尤其是Cr4+:Mg2SiO4晶体,有望成为近红外可调谐固体激光器的理想增益介质,并且Cr4+:Mg2SiO4激光器的倍频红光能够克服半导体激光器的缺点,再加上Cr4+离子在0.9μm～1.2μm波长范围内有可饱和吸收特性,所以对它的研究有重要意义。本论文采用调Q Nd:YAG脉冲激光通过透镜聚焦后纵向抽运Cr4+:Mg2SiO4晶体,抽运光脉冲宽度为30ns、能量为50mJ ,在较佳工作条件下得到了中心波长为1.22μm、脉宽为8.2ns、能量为10mJ的激光脉冲;并在张国威分析增益开关时间特性的近似法基础上,结合实际的Cr4+:Mg2SiO4激光器的相关参数,从速率方程出发,用数值计算的方法更为精确的模拟了Cr4+:Mg2SiO4激光器输出激光脉冲的时间特性,得出了激光脉宽只与抽运能量、腔长有关的结论,即抽运能量愈大,脉宽越窄;腔长越长,脉宽则愈宽。实验中还采用了几种不同焦距透镜和不同Cr4+:Mg2SiO4激光器腔长,分别比较了抽运光不同焦距透镜聚焦和Cr4+:Mg2SiO4激光器不同腔长条件下1.06μm抽运光与1.22μm振荡光的模体积匹配,及模体积匹配和光-光转换效率的关系。在聚焦透镜焦距为190mm,腔长为14cm条件下,光-光转换效率最高,约为20%。上述的实验结果与理论分析、计算结果相符。
赵卫疆,张华,周耕夫,赵旭光,于俊华[8]（2001）在《纵向抽运Cr3+∶LiSAF6激光器小信号增益的理论研究》文中研究说明提出了计算小信号增益的理论模型 ,用来研究纵向Cr3+∶LiSAF6激光器中抽运聚焦特性对小信号增益的影响。对Cr3+∶LiSAF6晶体小信号增益进行了最佳化计算 ,求出了几种给定抽运功率下腰斑半径和焦点位置的最佳值。计算结果表明 ,在最佳化条件下Cr3 +∶LiSAF6晶体小信号增益特性能够获得极大地改善
虞天成[9]（2019）在《用于高功率激光的双脉冲双向环形激光放大技术研究》文中研究指明高功率激光装置在等离子体物理、实验室天体物理以及惯性约束核聚变等领域中具有重要的应用。以多程放大技术为代表的第二代高功率激光装置体积庞大,造价昂贵,通常具有如下特征:方光束、单口径、单脉冲、单向传输。多程激光放大器有限的放大程数限制了其增益与储能提取效率,因此会使用复杂而昂贵的预放大系统以弥补多程激光放大器有限的增益;同时,多程激光放大器中的激光脉冲也需要在较高通量的情况下运行,以获得较高的储能提取效率,这又容易导致激光装置中光学器件的损伤。本论文提出了双脉冲双向环形激光放大器,相比多程激光放大器,双脉冲双向环形激光放大器利用两束脉冲在放大器内同时以不同方向传输,提高光路中的等效通量,以较低的通量获得较高的储能提取效率,这有利于提高高功率激光装置的稳定性与安全性,降低装置的运维成本和建造成本。同时本论文利用双脉冲双向环形激光放大器结合狭缝空间滤波器进行了光场特性分析。最后本文搭建了双脉冲双向环形激光放大器的演示实验平台,通过实验验证了双脉冲双向环形激光放大器可以以较低的通量获得较高的储能提取效率。本论文主要取得了以下研究进展和结果:1.提出了近场注入型与远场注入型双脉冲双向环形激光放大构型。对几种放大构型的工作原理与像传递关系进行了详细的描述和对比分析,并对其等离子体电极普克尔盒的工作时序进行了简要的阐述。2.结合速率方程与多程放大理论,建立了双脉冲放大的理论模型,并提出了一种相比传统逆算方法更加简单的脉冲时间波形畸变预补偿方法。通过上述理论模型对近场注入型与远场注入型的双脉冲双向环形激光放大器进行了模拟仿真,详细地分析了其能流变化情况、脉冲时间波形畸变的预补偿以及片数配置的最优方案。3.利用光传输和透镜变换理论,构建了大口径光场分析模型。利用该模型对双脉冲双向环形激光放大器的传输过程与光场特性变化进行了分析。并结合狭缝空间滤波器,进行了模拟分析。结果表明狭缝空间滤波器可以实现与小孔滤波器一致的滤波效果,为未来高功率激光装置的设计提供了一定的理论依据和指导。4.搭建了双脉冲双向环形激光放大器的演示实验平台。利用该实验平台进行了双脉冲双向环形放大实验,实验结果表明双脉冲双向环形激光放大器可以将储能提取效率最大提高87%。同时利用所建立的双脉冲放大理论模型进行对比分析,理论和实验结果较为吻合,验证了理论模型的准确性。本论文的研究结果为设计更加实用可靠、成本低廉的新一代高功率激光装置提供了一个新的思路。
韩宁[10]（2019）在《Nd:YVO4/Nd:GdVO4组合晶体双波长激光器的频差调谐特性研究》文中研究表明频率差在0～10 THz的双频/双波长激光信号在很多领域有潜在的应用,如光生微波/毫米波、多普勒激光雷达和光生太赫兹波等。掺钕材料的激光增益介质,由于具有较大的发射截面和宽带泵浦光吸收特性,是双波长激光器的理想增益介质材料,这也使它成为近年来双波长激光器领域的重要研究对象。本文设计了基于Nd:YVO4/Nd:GdVO4组合晶体的双波长激光器,研究了双波长激光器的热效应及双波长信号的频率差调谐特性,具体内容如下:（1）回顾了可调谐双频/双波长激光器在国内外的发展趋势,并简要概括了当前国内外可调谐双频/双波长激光器的研究现状。（2）研究并探讨了双波长激光器的系统构成及运转条件,并推导了组合晶体双波长激光器的稳态速率方程。在此基础上进一步分析了双波长激光器的输出特性,为输出光束质量提供了理论参考,同时讨论了双波长激光器的频差调谐机制。（3）研究了 Nd:YVO4/Nd:GdVO4组合晶体热致频差调谐理论。首先分析了热效应产生的原因及影响,推导并证明了热致波长漂移公式;然后通过有限元分析的方法对Nd:YVO4/Nd:GdVO4组合晶体的温度场进行建模分析。仿真结果表明:Nd:YVO4/Nd:GdVO4组合晶体的中心温度与LD泵浦功率、温控温度均呈正相关线性关系,与热传导系数呈非线性关系。根据实验LD泵浦功率为2.23W,热传导系数为5000W/m2的情况下,Nd:YVO4晶体中心温度与Nd:GdVO4晶体中心温度的温差稳定在28.3℃,Nd:YVO4晶体中心温度与温控温度的温差稳定在52℃,Nd:GdVO4晶体中心温度与温控温度的温差稳定在23.7℃。（4）基于Nd:YVO4/Nd:GdVO4组合晶体的热效应仿真结果,进一步探究了双波长激光器的频差调谐特性。实验中固定抽运功率,通过调节热沉温控温度,实现了 310 GHz以上的可调谐大频差双波长激光信号输出,调谐速率为-0.95 GHz/℃,与温控温度呈负相关关系。对于实验结果,从Nd:YVO4/Nd:GdVO4组合晶体发射谱的温度漂移特性角度进行了分析,发现激光波长漂移由晶体发射谱随温度的漂移引起,双波长信号的频率差变化则由不同晶体的温度漂移速率不同引起,分析结果与双波长激光器频率差实验结果符合较好。以此验证了Nd:YVO4/Nd:GdVO4组合晶体发射峰的热致漂移特性是实现频差调谐功能的最直接因素。
二、纵向抽运Cr~(3+)∶LiSAF_6激光器小信号增益的理论研究（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、纵向抽运Cr~(3+)∶LiSAF_6激光器小信号增益的理论研究（论文提纲范文）
（1）频差可调谐双腔双频Yb：KGW激光器设计及实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 论文研究背景 |
| 1.2 双频激光技术研究现状 |
| 1.2.1 双频激光技术国外研究现状 |
| 1.2.2 双频激光技术国内研究现状 |
| 1.3 论文目的及意义 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 2 频差可调谐双腔双频全固态激光器方案设计 |
| 2.1 全固态激光器系统组成及工作特性 |
| 2.1.1 全固态激光器系统组成 |
| 2.1.2 全固态激光器工作特性 |
| 2.2 双腔双频全固态激光器方案设计 |
| 2.2.1 纵模选择原理及方法 |
| 2.2.2 频差可调谐双腔双频Yb:KGW激光器方案设计及系统组成 |
| 2.3 频差可调谐双腔双频Yb:KGW激光器方案可行性分析 |
| 2.3.1 双F-P标准具选模及频率调谐 |
| 2.3.2 双频激光的频差调谐 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 双F-P标准具设计及仿真分析 |
| 3.1 双F-P标准具设计 |
| 3.1.1 双F-P标准具选模的条件 |
| 3.1.2 双F-P标准具设计 |
| 3.2 双F-P标准具选模与调频特性仿真分析 |
| 3.2.1 双F-P标准具选模与调频原理 |
| 3.2.2 双F-P标准具选模特性仿真分析 |
| 3.2.3 双F-P标准具频率调谐特性仿真分析 |
| 3.3 F-P标准具参数确定 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 LD泵浦单频Yb:KGW激光技术实验研究 |
| 4.1 空腔激光输出功率 |
| 4.2 LD泵浦单频Yb:KGW激光器系统组成 |
| 4.3 LD泵浦单频Yb:KGW激光技术实验研究 |
| 4.3.1 输出激光的单纵模选择特性 |
| 4.3.2 单频激光功率特性 |
| 4.3.3 单频激光横模特性 |
| 4.3.4 单频激光的频率调谐特性 |
| 4.3.5 单频激光的偏振特性 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 LD泵浦双腔双频Yb:KGW激光器特性实验研究 |
| 5.1 LD泵浦双腔双频Yb:KGW激光器系统组成 |
| 5.2 双腔双频Yb:KGW激光器特性实验研究 |
| 5.2.1 双腔输出激光的单纵模选择特性 |
| 5.2.2 双频激光的功率特性 |
| 5.2.3 单纵模激光的频率调谐特性 |
| 5.2.4 双腔双频Yb:KGW激光偏振特性 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（2）基于双折射滤波全固态连续单频激光技术的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 全固态单频激光技术总结和研究现状 |
| 1.2.1 微腔法 |
| 1.2.2 短程吸收法 |
| 1.2.3 单向环行腔法 |
| 1.2.4 扭摆模法 |
| 1.2.5 F-P标准具法 |
| 1.2.6 耦合腔法 |
| 1.2.7 体布拉格光栅选频法 |
| 1.2.8 双折射滤波法 |
| 1.3 本论文主要工作 |
| 2 全固态连续激光器和双折射滤波器理论研究 |
| 2.1 空间烧孔效应引起多模振荡的分析 |
| 2.1.1 烧孔效应对反转粒子分布的影响 |
| 2.1.2 烧孔效应对增益的影响 |
| 2.2 自由运转激光器基频光单频运转条件 |
| 2.2.1 激光晶体掺杂浓度和长度对多模阈值的影响 |
| 2.2.2 谐振腔长对多模阈值的影响 |
| 2.3 双折射滤波器的理论研究 |
| 2.3.1 双折射滤波器理论 |
| 2.3.2 两种双折射滤波方案的比较 |
| 2.4 模式匹配分析 |
| 2.4.1 泵浦光优化 |
| 2.4.2 振荡光优化 |
| 2.5 谐振腔分析 |
| 2.5.1 谐振腔的计算方法 |
| 2.5.2 谐振腔中损耗分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 LD端面泵浦耦合系统研究 |
| 3.1 宽发射面激光二极管光束特性分析 |
| 3.1.1 模式分析 |
| 3.1.2 像散特性 |
| 3.1.3 电流温度功率特性 |
| 3.2 LD端面泵浦耦合方法 |
| 3.3 基于圆柱透镜和自聚焦透镜组合的耦合系统 |
| 3.3.1 光束整形原理 |
| 3.3.2 ZEMAX软件仿真与实验验证 |
| 3.4 基于非球面镜和棱镜组合的耦合系统 |
| 3.4.1 光束整形原理 |
| 3.4.2 ZEMAX软件模拟 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于楔形Nd:YVO_4/YVO_4双折射滤波的单频激光研究 |
| 4.1 Nd:YVO_4激光晶体特性 |
| 4.1.1 Nd:YVO_4晶体切割方式 |
| 4.1.2 楔型Nd:YVO_4晶体的选偏分析 |
| 4.2 LD端面泵浦Nd:YVO_4激光器多模阈值实验研究 |
| 4.2.1 实验方案 |
| 4.2.2 实验结果和分析 |
| 4.3 楔形Nd:YVO_4/YVO_4双折射滤波理论分析 |
| 4.3.1 楔形Nd:YVO_4/YVO_4双折射滤波器设计 |
| 4.3.2 滤波损耗分析 |
| 4.4 楔形Nd:YVO_4/YVO_4 单频激光实验研究 |
| 4.4.1 实验装置 |
| 4.4.2 实验结果与讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于楔形Nd:YVO_4/KTP双折射滤波的单频绿光研究 |
| 5.1 倍频晶体KTP工作原理 |
| 5.1.1 倍频原理 |
| 5.1.2 相位匹配 |
| 5.2 腔内倍频绿光单纵模运转条件 |
| 5.2.1 倍频激光器中非线性损耗 |
| 5.2.2 影响倍频激光单频运转因素的分析 |
| 5.3 楔形Nd:YVO_4/KTP单纵模激光器设计 |
| 5.3.1 谐振腔设计 |
| 5.3.2 楔形Nd:YVO_4/KTP双折射滤波分析 |
| 5.4 楔形Nd:YVO_4/KTP单频激光实验研究 |
| 5.4.1 实验装置 |
| 5.4.2 实验结果与讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 全文总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录A |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（3）近红外波段新型可调谐、高稳定锁模激光器的研究（论文提纲范文）
| 论文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 固体激光增益材料简介 |
| 1.2 掺镱透明陶瓷的研究进展简介 |
| 1.3 光纤锁模激光器简介 |
| 1.4 论文主要内容概述 |
| 第二章 掺镱激光增益固体材料 |
| 2.1 Yb~(3+)离子作为激光活性离子 |
| 2.1.1 Yb~(3+)能级系统 |
| 2.1.2 Yb~(3+)与Nd3+活性离子的对比 |
| 2.2 基质材料特性 |
| 2.2.1 基质材料对光谱的影响简述 |
| 2.2.2 基质材料的热机械和热光性能简述 |
| 2.2.3 基质材料性能小结 |
| 2.3 能级系统的速率方程描述 |
| 2.3.1 理想的三能级系统 |
| 2.3.2 理想的四能级系统 |
| 2.3.3 准x能级系统 |
| 2.4 激光产生机理 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 掺镱陶瓷激光器 |
| 3.1 光学谐振腔设计 |
| 3.1.1 ABCD矩阵基本理论 |
| 3.1.2 折叠腔型设计 |
| 3.1.3 腔型仿真讨论 |
| 3.2 连续波工作的Yb:YAG陶瓷激光器 |
| 3.2.1 Yb:YAG陶瓷激光器实验装置 |
| 3.2.2 Yb:YAG陶瓷激光器实验结果讨论 |
| 3.3 可调谐的Yb:YAG陶瓷激光器 |
| 3.4 连续波工作的Yb:YSAG陶瓷激光器 |
| 3.4.1 Yb:YSAG陶瓷激光器实验装置 |
| 3.4.2 Yb:YSAG陶瓷激光器实验结果讨论 |
| 3.5 可调谐的Yb:YSAG陶瓷激光器 |
| 3.6 激光器特性理论分析 |
| 3.6.1 能级基本模型 |
| 3.6.2 输出性能模拟与拟合 |
| 3.6.3 泵浦光热效应 |
| 3.7 小结 |
| 第四章 高稳定的光纤锁模激光器研究 |
| 4.1 锁模技术简介 |
| 4.1.1 主动锁模技术 |
| 4.1.2 被动锁模技术 |
| 4.1.3 被动锁模的几种常见技术 |
| 4.2 全保偏光纤飞秒锁模激光器 |
| 4.2.1 锁模激光器实验装置 |
| 4.2.2 掺铒光纤放大器研究 |
| 4.2.3 高稳定的飞秒锁模激光器 |
| 4.3 双脉冲光纤锁模激光器 |
| 4.3.1 实验设计装置图 |
| 4.3.2 锁模激光器的输出特性 |
| 4.3.3 锁模脉冲的重复频率稳定情况 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文工作总结 |
| 5.2 未来工作展望 |
| 附件 |
| 附件A:程序代码 |
| 附件B:测量仪器 |
| 附件C:相关参数(从参考文献中获得) |
| 参考文献 |
| 硕士期间发表论文和获得奖励 |
| 致谢 |
（4）Nd:YVO4双频微片激光器的热致频差调谐及功率均衡实验研究（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 |
| 1.1.1 毫米波概述 |
| 1.1.2 光生毫米波技术 |
| 1.2 微片激光器研究现状 |
| 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 论文研究内容概述 |
| 第2章 LD泵浦双频微片激光器 |
| 2.1 激光的基本原理 |
| 2.1.1 光的辐射与跃迁 |
| 2.1.2 激光形成的条件 |
| 2.2 激光的增益介质 |
| 2.3 双频微片激光器的构成 |
| 2.3.1 双频微片激光器的激励源 |
| 2.3.2 双频微片激光器的光学谐振腔 |
| 2.3.3 双频微片激光器的增益介质 |
| 2.4 微片激光器工作特性 |
| 2.4.1 速率方程理论 |
| 2.4.2 谱线加宽 |
| 2.4.3 模式竞争 |
| 2.5 微片激光器的输出特性 |
| 2.5.1 阈值功率 |
| 2.5.2 输出功率 |
| 2.5.3 斜效率 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 微片激光器的热致频差调谐研究 |
| 3.1 实验装置介绍 |
| 3.2微片激光器的热效应实验 |
| 3.2.1 激光的频谱特性 |
| 3.2.2 激光的波长漂移 |
| 3.2.3激光的热致频差实验 |
| 3.3 理论分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 超大频差微片激光器功率均衡实验研究 |
| 4.1 微片激光器热效应理论研究 |
| 4.1.1 热致腔长变化 |
| 4.1.2 热致折射率变化 |
| 4.2 实验研究 |
| 4.2.1 实验装置介绍 |
| 4.2.2 实验结果 |
| 4.2.3 实验分析 |
| 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 |
（5）阳光泵浦Cr/Nd:YAG陶瓷激光研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.3 太阳光泵浦光器国内外研究进展 |
| 1.3.1 太阳光泵浦固体激光器的聚光系统研究现状 |
| 1.3.2 太阳光泵浦激光工作物质研究 |
| 1.3.3 太阳光泵浦激光器的泵浦方式研究 |
| 1.4 模拟太阳光泵浦激光器研究进展 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 Cr/Nd:YAG 陶瓷激光介质的光谱特性与能量转移过程研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 Cr/Nd:YAG 陶瓷激光介质光谱特性研究 |
| 2.2.1 Cr/Nd:YAG 陶瓷的吸收光谱特性 |
| 2.2.28 08nm 激励 Cr/Nd:YAG 陶瓷的受激发射光谱的实验研究 |
| 2.3 Cr~(3+)与 Nd~(3+)相互作用机制与速率方程研究 |
| 2.3.1 Cr~(3+)向 Nd~(3+)能量转移机理 |
| 2.3.2 Cr/Nd:YAG 陶瓷激光介质的速率方程 |
| 2.4 同时激励 Cr~(3+)与 Nd~(3+)时 Nd 激光上能级有效寿命研究 |
| 2.4.1 579nm 到 601nm 可调谐激光激励下 Nd 上能级寿命 |
| 2.4.2 太阳光激励 Cr/Nd:YAG 陶瓷时的 Nd~(3+)上能级寿命 |
| 2.4.3 Cr~(3+)掺杂浓度与温度对 Cr/Nd:YAG 激光上能级寿命的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 菲涅尔透镜聚光器数值仿真研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 太阳光聚光器的基本概念 |
| 3.3 透射式菲涅尔透镜设计的基本原理 |
| 3.3.1 单一波长入射光菲涅尔透镜设计 |
| 3.3.2 宽谱段入射光菲涅尔透镜设计 |
| 3.4 菲涅尔透镜物理模型数值求解与优劣分析 |
| 3.4.1 物理模型数学描述与预估校正算法求解 |
| 3.4.2 数值结果的分析与模型优劣的讨论 |
| 3.5 Cr/Nd:YAG 陶瓷对泵浦光吸收的数值模型 |
| 3.6 菲涅尔透镜与太阳光谱参数 |
| 3.7 菲涅尔透镜三种设计方案数值计算结果比较 |
| 3.7.1 菲涅尔透镜成像设计与强聚焦设计数值仿真结果对比 |
| 3.7.2 菲涅尔透镜强吸收设计与强聚焦设计数值仿真对比 |
| 3.8 成像菲涅尔透镜焦斑处光谱空间分布研究 |
| 3.8.1 焦斑处光谱测量实验方案 |
| 3.8.2 空间光谱分布测量结果 |
| 3.9 本章小结 |
| 第4章 菲涅尔透镜会聚太阳光泵浦 Cr/Nd:YAG 陶瓷激光器理论研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 太阳光到激光输出能量转移物理模型 |
| 4.3 菲涅尔透镜会聚太阳光泵浦 Cr/Nd:YAG 陶瓷基本原理 |
| 4.3.1 菲涅尔透镜会聚太阳光泵浦物理方案 |
| 4.3.2 建立入射太阳光的光迹追踪模型 |
| 4.4 考虑介质增益与振荡光分布四能级速率方程模型 |
| 4.4.1 建立等效的四能级速率方程 |
| 4.4.2 阈值功率与斜率效率求解 |
| 4.4.3 激光输出过程中的泵浦效率研究 |
| 4.4.4 激光输出过程中的交叠效率研究 |
| 4.5 太阳光泵浦 Cr/Nd:YAG 陶瓷泵浦效率与输出特性分析 |
| 4.5.1 泵浦效率与交叠效率数值计算结果 |
| 4.5.2 Cr/Nd:YAG 陶瓷的输出特性分析 |
| 4.6 Cr/Nd:YAG 陶瓷激光介质尺寸与聚光腔模拟优化设计 |
| 4.6.1 不同尺寸激光介质对泵浦效率与交叠效率的影响 |
| 4.6.2 不同尺寸激光介质对阈值功率与斜率效率的影响 |
| 4.6.3 不同尺寸激光介质对激光输出功率的影响 |
| 4.6.4 二级聚光腔对泵浦光强分布的影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 阳光泵浦 Cr/Nd:YAG 陶瓷激光实验研究及讨论 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 太阳光泵浦 Cr/Nd:YAG 陶瓷激光器实验研究 |
| 5.2.1 实验方案 |
| 5.2.2 实验装置 |
| 5.2.3 跟踪偏差对阳光泵浦 Cr/Nd:YAG 陶瓷激光输出功率影响 |
| 5.3 Cr/Nd:YAG 陶瓷激光介质内部的泵浦光分布 |
| 5.3.1 端面泵浦光强度分布模型 |
| 5.3.2 侧面泵浦光强度分布模型 |
| 5.3.3 混合泵浦光强度分布物理模型 |
| 5.4 太阳光泵浦 Cr/Nd:YAG 陶瓷激光器输出特性讨论 |
| 5.4.1 对本实验方案进行数值分析与讨论 |
| 5.4.2 太阳光混合泵浦 Cr/Nd:YAG 陶瓷激光输出特性分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（6）脉冲红光泵浦Cr：LiSAF激光器的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 固体激光的发展 |
| 1.2 可调谐固体激光器的发展 |
| 1.3 Cr:LiSAF激光器的发展与研究 |
| 1.3.1 脉冲及调Q运转的Cr:LiSAF激光器的发展 |
| 1.3.2 单频连续可调谐Cr:LiSAF激光器的发展 |
| 1.3.3 锁模飞秒Cr:LiSAF激光器的发展 |
| 1.3.4 倍频Cr:LiSAF蓝光激光器 |
| 1.4 本论文的主要研究内容 |
| 第二章 Cr:LiSAF晶体的基本特性 |
| 2.1 Cr:LiSAF晶体的结构 |
| 2.2 Cr:LiSAF晶体的能级结构 |
| 2.3 Cr:LiSAF晶体的光学特性 |
| 2.3.1 Cr:LiSAF晶体的吸收发射特性 |
| 2.3.2 Cr:LiSAF晶体的折射率 |
| 2.4 Cr:LiSAF晶体热机械特性 |
| 2.4.1 晶体热机械特性 |
| 2.4.2 晶体水溶性 |
| 2.5 Cr:LiSAF晶体的小信号增益理论 |
| 2.5.1 俄歇上转换 |
| 2.5.2 荧光热猝灭效应 |
| 2.5.3 激发态吸收 |
| 2.5.4 增益饱和 |
| 第三章 全固态671nm红光泵浦源 |
| 3.1 LD端面泵浦Nd:YVO_4的理论分析 |
| 3.1.1 四能级系统速率方程理论 |
| 3.1.2 Nd:YVO4晶体的结构和性质 |
| 3.2 LBO内腔倍频理论 |
| 3.2.1 倍频理论 |
| 3.2.2 LBO晶体的激光特性 |
| 3.2.3 LBO晶体的相位匹配 |
| 3.3 高功率全固态红光激光器 |
| 第四章 Cr:LiSAF激光器横模的实验与研究 |
| 4.1 激光器横模理论 |
| 4.1.1 赫姆霍茨方程 |
| 4.1.2 基模高斯光束表达式 |
| 4.1.3 高阶模高斯光束表达式 |
| 4.1.4 横模的形成 |
| 4.2 固体激光器光束质量 |
| 4.2.1 激光光束质量的评价参数 |
| 4.2.2 M~2参数的定义 |
| 4.3 Cr:LiSAF激光器高阶横模光斑的实验研究 |
| 4.3.1 输出1阶横模光斑 |
| 4.3.2 输出2阶横模光斑 |
| 第五章 Cr:LiSAF激光器输出特性的实验研究 |
| 5.1 平凹腔理论 |
| 5.1.1 平凹腔衍射积分方程 |
| 5.1.2 平凹腔的本征模矩阵方程 |
| 5.2 腔内光斑分析 |
| 5.2.1 高斯光束的ABCD传输矩阵方法 |
| 5.2.2 往返矩阵的表示 |
| 5.2.3 计算结果及分析 |
| 5.3 实验装置 |
| 5.4 输出基模高斯光束的研究 |
| 第六章 论文总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
（7）Cr～（4+）：Mg2SiO4作为激光增益介质和可饱和吸收体的研究（论文提纲范文）
| 引言 |
| 第一章 概述 |
| §1.1 Cr~(~(4+)):Mg_2SiO_4 的结构及发光机理 |
| 1.1.1 Cr~(4+):Mg_2SiO_4 的结构 |
| 1.1.2 Cr~(4+):Mg_2SiO_4 的发光机理 |
| §1.2 激发态吸收对激光特性的影响 |
| §1.3 晶体的生长 |
| §1.4 Cr~(4+):Mg_2SiO_4 激光器的特点、应用及其研究概况 |
| §1.5 本论文的主要工作 |
| 第二章 增益开关型Cr~(4+):Mg_2SiO_4 激光器的研究 |
| §2.1 增益开关原理 |
| §2.2 增益开关型Cr~(4+):Mg_2SiO_4 激光器时间特性的实验研究 |
| 2.2.1 实验装置 |
| 2.2.2 实验结果 |
| §2.3 增益开关型Cr~(4+):Mg_2SiO_4 激光器时间特性的理论研究 |
| §2.4 抽运激光与振荡激光的模体积匹配的研究 |
| 2.4.1 模体积匹配的理论研究 |
| 2.4.2 模体积匹配的实验研究 |
| 第三章 Cr~(4+):Mg_2SiO_4 激光器腔外倍频的研究 |
| §3.1 BBO 作为1.22 μm 倍频器件的相位匹配角的计算 |
| 3.1.1 相位匹配条件 |
| 3.1.2 相位匹配角的计算 |
| §3.2 Cr~(4+):Mg_2SiO_4 激光器腔外倍频的实验研究 |
| §3.3 结果讨论及展望 |
| 第四章 Cr~(4+):Mg_2SiO_4 晶体作为可饱和吸收体的实验研究 |
| §4.1 Cr~(4+):Mg_2SiO_4 对1.06μm激光调Q 的实验研究 |
| 4.1.1 实验装置 |
| 4.1.2 Cr~(4+):Mg_2SiO_4 晶体作为调Q 器件的分析 |
| 4.1.3 实验结果与结果分析 |
| §4.2 Cr~(4+):Mg_2SiO_4 对1.06μm激光锁模的实验研究 |
| §4.3 结果讨论及展望 |
| 结束语 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附：硕士期间发表论文 |
（8）纵向抽运Cr3+∶LiSAF6激光器小信号增益的理论研究（论文提纲范文）
| 1 引 言 |
| 2 理论模型 |
| 3 结论及讨论 |
（9）用于高功率激光的双脉冲双向环形激光放大技术研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 高功率激光装置的发展 |
| 1.2 高功率激光装置的现状 |
| 1.2.1 国外高功率激光装置现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 下一代高功率激光装置的进展 |
| 1.3.1 DiPOLE-100激光装置 |
| 1.3.2 LIFE激光装置 |
| 1.3.3 紧凑型脉冲激光放大器 |
| 1.3.4 双脉冲双向多程激光放大器 |
| 1.3.5 双脉冲单向多程激光放大器 |
| 1.4 本论文的研究内容 |
| 第2章 双脉冲双向环形激光放大器的构型设计 |
| 2.1 近场注入型双脉冲双向环形激光放大器 |
| 2.1.1 基本结构 |
| 2.1.2 基本工作原理 |
| 2.1.3 近场注入型双脉冲双向环形激光放大器的像传递关系 |
| 2.2 远场注入型双脉冲双向环形激光放大器 |
| 2.2.1 基本结构 |
| 2.2.2 基本工作原理 |
| 2.2.3 远场注入型双脉冲双向环形激光放大器的像传递关系 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 双脉冲双向环形放大的理论模型 |
| 3.1 脉冲激光放大理论模型 |
| 3.1.1 饱和能量密度的修正 |
| 3.2 激光脉冲多程放大的理论模型 |
| 3.2.1 基于Frantz-Nodvik方程多程放大模型 |
| 3.2.2 考虑驰豫效应的多程放大模型 |
| 3.3 双脉冲双向环形放大的理论模型 |
| 3.4 放大脉冲时间波形预补偿的计算方法 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 双脉冲双向环形激光放大器的能流分析 |
| 4.1 多程激光放大器的模拟分析 |
| 4.1.1 能流分析 |
| 4.1.2 放大脉冲时间波形的变化 |
| 4.2 近场注入型双脉冲双向环形激光放大器的模拟分析 |
| 4.2.1 能流分析 |
| 4.2.2 放大脉冲时间波形的变化 |
| 4.2.3 片状放大器片数的配置 |
| 4.3 远场注入型双脉冲双向环形激光放大器的模拟分析 |
| 4.3.1 能流分析 |
| 4.3.2 放大脉冲时间波形的变化 |
| 4.3.3 片状放大器片数的配置 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 双脉冲双向环形激光放大器的光场特性分析 |
| 5.1 理论模型 |
| 5.1.1 光束的自由传输 |
| 5.1.2 光束通过空间滤波器的传输 |
| 5.1.3 光束通过非线性增益介质的传输 |
| 5.2 高功率激光装置参数 |
| 5.3 近场注入型双脉冲双向环形放大器的光场模拟分析 |
| 5.3.1 近场注入型双脉冲双向激光放大器的模拟计算 |
| 5.3.2 基于狭缝空间滤波器的光场特性分析 |
| 5.4 远场注入型双脉冲双向环形放大器的光场分析 |
| 5.4.1 远场注入型双脉冲双向激光放大器的模拟计算 |
| 5.4.2 基于狭缝空间滤波器的光场特性分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 双脉冲双向环形激光放大器的演示实验 |
| 6.1 实验平台 |
| 6.1.1 前端装置 |
| 6.1.2 双脉冲双向环形激光放大器的设计 |
| 6.2 单脉冲环形放大实验 |
| 6.2.1 单脉冲环形放大实验过程 |
| 6.2.2 单脉冲环形放大实验分析 |
| 6.3 双脉冲双向环形放大实验 |
| 6.3.1 双脉冲双向环形放大实验过程 |
| 6.3.2 双脉冲双向环形放大实验分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 论文总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录一 本文评价近场光束质量的主要参数 |
| 附录二 狭缝空间滤波器的像传递关系 |
| 攻读博士期间公开发表的论文和受理的专利 |
| 期刊论文 |
| 专利 |
| 致谢 |
（10）Nd:YVO4/Nd:GdVO4组合晶体双波长激光器的频差调谐特性研究（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 可调谐双频/双波长激光器的研究现状 |
| 1.2.1 可调谐双频/双波长激光器的国外研究现状 |
| 1.2.2 可调谐双频/双波长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 可调谐双波长激光器的系统构成及运转机制 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 可调谐双波长激光器的系统构成 |
| 2.2.1 可调谐双波长激光器的增益介质 |
| 2.2.2 可调谐双波长激光器的激励能源 |
| 2.2.3 可调谐双波长激光器的光学谐振腔 |
| 2.3 可调谐双波长激光器的运转条件及输出特性 |
| 2.3.1 可调谐双波长激光器的运转条件 |
| 2.3.2 可调谐双波长激光器的输出特性 |
| 2.4 双波长激光器的频差调谐机制 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 Nd:YVO_4/Nd:GdVO_4组合晶体热致频差调谐理论 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 双波长激光器热致频差调谐理论研究 |
| 3.2.1 热致腔长变化 |
| 3.2.2 热致折射率变化 |
| 3.2.3 热致漂移率推导 |
| 3.2.4 晶体热效应的解决方案 |
| 3.3 Nd:YVO_4/Nd:GdVO_4组合晶体双波长激光器的热效应仿真分析 |
| 3.3.1 Nd:YVO_4/Nd:GdVO_4组合晶体的温度场建模 |
| 3.3.2 热传导系数与组合晶体中心温度的关系 |
| 3.3.3 LD泵浦功率与组合晶体中心温度的关系 |
| 3.3.4 温控温度与组合晶体中心温度的关系 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 Nd:YVO_4/Nd:GdVO_4组合晶体双波长激光器热效应的频差调谐实验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Nd:YVO_4/Nd:GdVO_4组合晶体双波长激光器实验装置 |
| 4.3 Nd:YVO_4/Nd:GdVO_4组合晶体双波长激光器的频差调谐实验研究 |
| 4.3.1 Nd:YVO_4/Nd:GdVO_4组合晶体的发射谱截面谱测量及研究 |
| 4.3.2 Nd:YVO_4/d:GdVO_4组合晶体双波长激光器的频差调谐特性分析 |
| 4.4 Nd:YVO_4/Nd:GdVO_4组合晶体发射谱与激光光谱频率差分析 |
| 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 |
四、纵向抽运Cr~(3+)∶LiSAF_6激光器小信号增益的理论研究（论文参考文献）
- [1]频差可调谐双腔双频Yb：KGW激光器设计及实验研究[D]. 李子豪. 西安理工大学, 2021
- [2]基于双折射滤波全固态连续单频激光技术的研究[D]. 高志红. 北京交通大学, 2020
- [3]近红外波段新型可调谐、高稳定锁模激光器的研究[D]. 欧阳诚. 华东师范大学, 2020(10)
- [4]Nd:YVO4双频微片激光器的热致频差调谐及功率均衡实验研究[D]. 戴荣. 杭州电子科技大学, 2018(01)
- [5]阳光泵浦Cr/Nd:YAG陶瓷激光研究[D]. 芦宇. 哈尔滨工业大学, 2013(03)
- [6]脉冲红光泵浦Cr：LiSAF激光器的研究[D]. 郑婉君. 太原理工大学, 2011(08)
- [7]Cr～（4+）：Mg2SiO4作为激光增益介质和可饱和吸收体的研究[D]. 庄鑫巍. 华侨大学, 2006(12)
- [8]纵向抽运Cr3+∶LiSAF6激光器小信号增益的理论研究[J]. 赵卫疆,张华,周耕夫,赵旭光,于俊华. 光学学报, 2001(01)
- [9]用于高功率激光的双脉冲双向环形激光放大技术研究[D]. 虞天成. 苏州大学, 2019(04)
- [10]Nd:YVO4/Nd:GdVO4组合晶体双波长激光器的频差调谐特性研究[D]. 韩宁. 杭州电子科技大学, 2019(01)