连续侧面泵浦Nd∶YAG陶瓷激光器被动调Q研究

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LDA泵浦Cr 4+：YAG被动调QNd：YAG激光器实验研究

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《． … 商润梅等：ｐ泵浦ｒ：激光杂志》０８Ａ２４ＹＧ被动调ｆｄＧ激光器实验研究Ｌ．，ｒＱ：２０年第９卷第删Ａ：ＹＡＮ
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ＬＡ泵浦Ｃ４ＹＧ被动调ＱｄＹＧ激光器实验研究Ｄｒ＋：ＡＮ：Ａ
高润梅，常胜江，胡智勇，薛兵招，傅汝
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南开大学现代光学研究所。津天
Ｑ—ｓｔｘｅｍｎ，ｔｉｈｗｃｅｐｒｅｔｈＱ—ｓｉｈｐｌｒａｅｎｎｉｅｗｔｕｓｉｂｅｇｄａｄｅｄ—ｐｌｒｗｄ．ｈｓｈｎｍｎｄｔｘｅｍｎｒｕｔｗｒａａｚｄｄｓｓｄｃｅｓｗｕｓｉｇｏｅＴｉｐｅｏｅａａｅｅｐｒｅｔｅｌｅｎｌｅａｉｕｓ．ｅｓｎｈｉｓｓｅｙｄｎｃｅＫｅｏｄ：ｓｒｅｈｉｅｓｉｔｅａｒｐｓｉｌＱ—ｓｔ：ｒＹＧｃｔｙｗｒｓｌｔｎｑ；ｌａｅｃｕｏｄ—ｓｔ—ｌｅ；ａｓｅａｓｖｙｉｈ：ｗｃＣ４Ａ￣ｓａ

LD侧面泵浦Nd：YAG激光器的研究

LD侧面泵浦Nd：YAG激光器的研究摘要介绍了YAG晶体的性质以及与其他类似晶体的比较，介绍了固体激光器泵浦的两种方式:端面泵浦和侧面泵浦，并主要分析了侧面泵浦的优点。

设计和分析了一种侧面泵浦结构的固体激光器，通过选取合适激光晶体（Nd：YAG晶体），进行侧面泵浦。

在泵浦光反向冷却套侧壁镀高反射金膜，使激光棒侧向均匀泵浦，实现低阶膜输出。

对激光二极管侧面泵浦Nd∶YAG 激光器的热效应进行了分析，通过热传导方程的推导和分析，得出YAG晶体内的温度分布情况，以及对各种可能的结果进行了数值模拟和分析，得到了一些影响YAG晶体内的温度分布的因素。

关键词：固体激光器；LD侧面泵浦；Nd：YAG晶体；热效应The Study on LD Side-pumped Nd：YAG LaserAbstractDescribed the nature of the YAG crystal and other similar comparison of crystal, introduced a solid-state laser pumped in two ways: end-pumped and side-pumped. And the main analysis of the advantages is on side-pumped. Design and analyse a side-pumped solid-state laser. By choosing a suitable laser crystal (Nd: YAG crystal), For side-pumped. In the reverse cooling pump sets highly reflective gold-plated wall membrane, So that the lateral uniformity of the laser rod pumped to achieve low film output. Of the laser diode side-pumped Nd: YAG laser thermal effects are analyzed. Heat conduction equation through the derivation and analysis within the YAG crystal temperature distribution, As well as the range of possible outcomes of a numerical simulation and analysis, have been some impact on the temperature inside the YAG crystal is a factor.Key words：solid state laser ; LD side-pump; Nd：YAG crystal；Thermal effect目录摘要 0ABSTRACT (1)1 绪论 (2)2 激光器 (3)2.1激光器简介 (3)2.1.1 什么是激光器 (3)2.1.2 激光器工作原理 (4)2.1.3 激光工作物质 (4)2.1.4 激励(泵浦)系统 (4)2.1.5 光学共振腔 (5)2．2固体激光器 (5)2.2.1 什么是固体激光器 (5)2.2.2 Nd:YAG晶体 (5)2.2.3 ND：YAG激光器 (7)2.3LD泵浦固体激光器 (7)2.3.1 LD泵浦固体激光器的优点 (7)2.3.2 侧面泵浦 (8)2.3.3 LD泵浦固体激光器的发展状况 (9)3 LD侧面泵浦ND：YAG激光器 (10)3.1LD侧面泵浦N D:YAG激光器的设计与分析 (10)3.1.1 阵列管泵浦源结构分析 (10)3.1.2 激光晶体棒选取 (10)3.1.3 聚光结构设计 (11)3.2模拟分析与推导 (12)3.2.1 泵浦高斯光强修正 (12)3.2.2 热传导方程与温度场 (13)3.2.3 激光棒内的温度分布 (13)3.2.4 激光棒内的热应力和热应力双折射 (14)3.3讨论 (17)4 总结 (18)致谢 (18)参考文献 (19)1 绪论世界上第一个激光器的成功演示距今已经40多年了。

LD泵浦NdYVO4 Cr4+YAG被动调Q激光特性研究

LD泵浦Nd:YVO4 /Cr4+:YAG被动调Q激光特性研究光信息科学与技术专业指导教师摘要：半导体激光(LD)泵浦的固体激光器具有全固化、体积小、泵浦效率高等特点，在激光通讯、遥感探测、工业加工、军事、医疗等领域有着广泛的应用前景，受到人们极大的关注。

使用连续激光二极管泵浦Nd：YVO4晶体，得到1064nm 的连续红外激光输出，在激光谐振腔中加入慢饱和吸收晶体Cr4+：YAG，得到了调Q脉冲激光输出，从实验上得到了泵浦功率、Cr4+：YAG小信号透过率以及输出镜透过率对输出脉冲特别是脉冲宽度的影响，并通过数值求解速率方程对实验结果进行了理论分析，实验结果与理论模拟基本相符。

关键词：LD 泵浦；Nd∶YVO4；Cr4+∶YAG；被动调Q；脉冲宽度Characteristic of a laser diode pumped passively Q switched Nd:YVO4laser with Cr4+:YAG saturable absorberStudent majoring in optics information science and technologyHeng SunTutor Xiuqin YangAbstract：Laser-diode (LD) Pumped solid-state laser has wide applications in the fields such as laser telecommunication ,remote-sensing detection ,industry and military as wellashealthduetoitsadvantagessuchasallsolidstate,high pump efficiency,smallvolumeandlonglongevity,andhasbeen ing continuous laser diode pumped Nd: YVO4crystalgets 1064 nm infrared laser outputcontinuously.Then addingslow saturable absorbercrystals Cr4 + : YAG in the laser cavity to obtain the output of theQ-switched pulse laser. Study the influence of the pump power, output transmission and cavity length to the output pulse in particularthe influence of pulse width from experiments.Through the numerical solution of rate equation to carry on the theoretical analysis with the result of the experiment and thenumericalsolutionsoftheequationsagreewiththeexperimentalresults.Keywords:LDpumped;Nd: YVO4; Cr4+:YAG; passively Q switched;pulse width第一章前言自上世纪六十年代世界上首台激光器发明以来，各类激光器和激光技术得到了迅速的发展，其中固体激光器的发展尤为突出。

双波长LD泵浦Nd^(3+)∶YAG免温控被动调Q激光器的研究

双波长LD泵浦Nd^(3+)∶YAG免温控被动调Q激光器的研究吴航;窦飞飞;陈南亦;徐欢天;杨炳德;司光芙;董潮涌【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2024(54)5【摘要】传统的固体激光器体积、重量大,功耗高,限制了其在空间受限设备中的应用。

被动调Q的LD泵浦免温控固体激光器省去了复杂的温度控制装置,调Q机构简单,能够满足复杂温度环境的特殊应用场景的小型化、低功耗要求。

提出了基于双波长LD泵浦实现宽温度范围免温控阈值自适应的1.06μm激光脉冲输出方法。

基于Nd∶YAG晶体设计了角锥棱镜谐振腔,仿真分析了LD泵浦源到激光棒的面心距对热负载的影响,并确定4 mm的最佳面心距。

数值分析了相同泵浦功率下-40~60℃温度范围内激光静态能量输出变化,以及不同初始透过率的可饱和吸收体对激光阈值脉宽的影响。

计算结果表明在-37℃~60℃范围内,阈值脉宽都在200μs 以下,阈值脉宽最低点达到了29.4μs。

构建主波实时探测的阈值自适应调节装置并搭建实验系统,实验结果表明,在温度范围为-35~60℃时,阈值脉宽变化范围为40~180μs。

采用激光腔体一体加工成型,应用轻量化的铝合金材料,实现工程化应用,体积83.5 mm×44 mm×29.5 mm,重量约为230 g。

在23.8%初始透过率的饱和吸收体条件下实现单脉冲输出能量42 mJ,脉冲宽度5.2 ns。

【总页数】6页(P679-684)【作者】吴航;窦飞飞;陈南亦;徐欢天;杨炳德;司光芙;董潮涌【作者单位】中国电子科技集团公司第二十七研究所【正文语种】中文【中图分类】TN248.1;O436【相关文献】1.LD泵浦Cr:YAG被动调Q内腔式SrWO4锁模拉曼激光器实验研究2.LD泵浦Nd:YVO4/Cr4+:YAG被动调Q激光器性能实验研究3.无温控多波长LD泵浦方棒状Nd:YAG固体激光器4.LD泵浦的被动调QYb:YAG薄片激光器实验研究5.Er^(3+),Yb^(3+):glass/Co^(2+):MgAl_2O_4复合材料LD泵浦被动调Q微型激光器因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

LD泵浦Nd3+∶YAG晶体被动调Q激光器的实验研究

仍然很大．ｒ：Ｃ付ＹＡＧ晶体透过率随着晶体内光强的增大而增大，形成了可饱和吸收的特即
性．
２实验装置
端面泵浦的被动调Ｑ激光器的实验装置图如图２所示，浦系统由１光纤耦合Ｌ和耦合泵０ｗＤ透镜组成．泵浦光源波长为８８ｎ激光工作物质０ｍ．为６０ｍｍ的Ｎｄ：Ｇ晶体，光面为平 ×１。ＹＡ通行平面，个通光面镀为８８ｎｌ浦光高透射一０Ｉ泵Ｔ膜，６ｍ振荡光高反射膜．。：１０４ｎＮｄＹＡＧ晶体
第３Ｏ卷第３期２１００年Ｏ月６
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ＪｕｎｌｆＸｉａｃｎｌｇｃｌＵｎｖｒｉｙｏｒａｏ ’ｎＴｅｈｏｏｉａｉｅｓｔ
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文章编号：１７ —９５２１）３２５０６３９６（０００ —１ —４
面、短的驰豫时间和较小的剩余吸收截面，较同时该晶体还具有稳定的物化性能、良好的导热性以及
３后，迅速回到２此由于能级３的寿命极短）由叉，．于基态吸收截面远大于激发态吸收截面，以粒子所
主要从基态向激发态跃迁．多数光子被Ｃ离大ｒ
面研究了泵浦电流、长、出镜透过率对激光器腔输输出特性的影响，研究对提高激光器的输出级简图

Nd_YAG-Cr4+_YAG被动调Q激光器漂白过程的主动调控技术研究

Nd_YAG-Cr4+_YAG被动调Q激光器漂白过程的主动调控技术探究被动调Q激光器中的漂白过程是激光器能量输出的关键过程之一。

传统的调Q技术是使用吸纳镜等光学元件进行调控，而主动调控技术则是通过改变控制系统中的参数来实现对漂白过程的调控。

主动调控技术可以实时检测和调整系统中的参数，从而实现对漂白过程的精确调控。

本探究旨在通过主动调控技术优化Nd:YAG/Cr4+：YAG被动调Q激光器的漂白过程，提高激光器的性能和稳定性。

起首，本探究通过理论分析和数值模拟的方法，探究了Nd:YAG/Cr4+：YAG被动调Q激光器中的漂白过程。

在理论模型中，思量了各种物理过程，如Cr4+离子的吸纳和辐射、能级填充和排空等。

通过调整系统参数，如晶体温度、控制腔长度等，优化漂白过程中激光器的输出性能。

其次，本探究设计了一套主动调控系统，用于实时监测和调整Nd:YAG/Cr4+：YAG被动调Q激光器中的漂白过程。

该系统由光电探测器、信号放大器、控制器等组成，可以实时监测激光器的输出信号，并通过对比分析来裁定漂白过程的稳定性。

最后，本探究通过试验验证了主动调控技术在Nd:YAG/Cr4+：YAG被动调Q激光器中的有效性。

试验结果表明，通过调整晶体温度和控制腔长度等参数，可以显著改善激光器输出的稳定性和性能。

同时，通过与传统被动调Q技术进行对比试验，验证了主动调控技术在漂白过程中的优势性和可行性。

总的来说，本探究通过对Nd:YAG/Cr4+：YAG被动调Q激光器漂白过程进行主动调控技术的探究，提出了一种改进传统激光器的方法。

主动调控技术可以实时监测和调整系统中的参数，从而优化激光器的漂白过程，提高激光器的性能和稳定性。

探究结果对于进一步推动激光器技术的进步具有重要意义，同时也为其他被动调Q激光器的探究提供了借鉴和参考综上所述，本探究通过对Nd:YAG/Cr4+：YAG被动调Q激光器漂白过程的主动调控技术的探究，提出了一种改进传统激光器的方法。

LD侧面泵浦Nd_YAG高重频电光调Q激光器_毛鑫

第３４卷第２期２０１３年３月应　用　光　学Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｐｐｌｉｅｄ　ＯｐｔｉｃｓＶｏｌ．３４Ｎｏ．２Ｍａｒ．２０１３收稿日期：２０１２－１０－２５；　修回日期：２０１２－１１－２２作者简介：毛鑫（１９７５－），男，河南灵宝人，高级工程师，主要从事机载光电技术研究工作。

Ｅ－ｍａｉｌ：ｅｏｅｉ＠ｖｉｐ．ｓｉｎａ．ｃｏｍ文章编号：１００２－２０８２（２０１３）０２－０３５５－０４ＬＤ侧面泵浦Ｎｄ∶ＹＡＧ高重频电光调Ｑ激光器毛　鑫，沈兆国，付　洁，唐刚锋，羊　毅，程建新（中航工业洛阳电光设备研究所，河南洛阳４７１００９）摘　要：为了获得高效率３μｍ～５μｍ中红外激光输出，利用电光调Ｑ晶体ＲｂＴｉＯＰＯ４（ＲＴＰ），通过高重复频率驱动调Ｑ同步技术和ＬＤ侧面泵浦技术，获得高重频窄脉宽１．０６μｍ激光输出，泵浦非线性晶体周期极化钽酸锂（ＰＰＬＴ）进行频率变换，实现高功率３μｍ～５μｍ中红外激光输出。

在电源输入电流２０Ａ、调Ｑ驱动频率１０ｋＨｚ的条件下，获得１５Ｗ的１．０６μｍ激光。

利用该１．０６μｍ激光泵浦ＰＰＬＴ获得最高功率为２．６Ｗ的３．９μｍ中红外激光，１．０６μｍ到３．９μｍ的转化效率为１７．３％。

实验结果表明：通过高重频电光调Ｑ技术和ＬＤ侧面泵浦技术，可以实现高重频窄脉宽１．０６μｍ偏振光输出，泵浦ＰＰＬＴ可获得高功率高效率３．９μｍ中红外激光输出。

关键词：电光调Ｑ；光参量振荡器；中红外中图分类号：ＴＮ２４２文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．５７６８／ＪＡＯ２０１３３４．０２０７００２ＬＤ　ｓｉｄｅ－ｐｕｍｐｅｄ　Ｎｄ∶ＧｄＶＯ４ｅｌｅｃｔｒｏ－ｏｐｔｉｃ　Ｑ－ｓｗｉｔｃｈｅｄ　ｌａｓｅｒｗｉｔｈ　ｈｉｇｈ　ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ　ｒａｔｅＭＡＯ　Ｘｉｎ，ＳＨＥＮ　Ｚｈａｏ－ｇｕｏ，ＦＵ　Ｊｉｅ，ＴＡＮＧ　Ｇａｎｇ－ｆｅｎｇ，ＹＡＮＧ　Ｙｉ，ＣＨＥＮＧ　Ｊｉａｎ－ｘｉｎ（Ｌｕｏｙａｎｇ　Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　ＡＶＩＣ，Ｌｕｏｙａｎｇ　４７１００９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ　ａｃｑｕｉｒｅ　ｈｉｇｈ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｍｉｄｄｌｅ　ｗａｖｅ　ｉｎｆｒａｒｅｄ（ＭＷＩＲ）ｌａｓｅｒ　ｏｆ　３μｍ～５μｍ，ｔｈｅｈｉｇｈ　ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　ｄｒｉｖｉｎｇ　ｅｌｅｃｔｒｏ－ｏｐｔｉｃ　Ｑ－ｓｗｉｔｃｈｅｄ　ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ＬＤ　ｓｉｄｅ－ｐｕｍｐｅｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｗｅｒｅ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｇｅｔ　ｈｉｇｈ　ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　ｌａｓｅｒ　ｏｕｔｐｕｔ　ｗｉｔｈ　１．０６μｍ　ｎａｒｒｏｗｗｉｄｔｈ．Ｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｌｙ　ｐｏｌｅｄ　ｌｉｔｈｉｕｍ　ｔａｎｔａｌａｔｅ（ＰＰＬＴ）ｗａｓ　ｐｕｍｐｅｄ　ｔｏ　ａｃｈｉｅｖｅ　ｈｉｇｈ－ｐｏｗｅｒ　ＭＷＩＲｌａｓｅｒ　ｏｕｔｐｕｔ　ｏｆ　３μｍ～５μｍ．Ａｓ　ｔｈｅ　ｉｎｐｕｔ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｗａｓ　２０Ａａｎｄ　ｔｈｅ　Ｑ－ｓｗｉｔｃｈｅｄ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｗａｓ　１０ｋＨｚ，ｔｈｅ　１．０６μｍ　ｌａｓｅｒ　ｗｉｔｈ　１５Ｗｐｏｗｅｒ　ｗａｓ　ｏｂｔａｉｎｅｄ．Ａｆｔｅｒ　ｐｕｍｐｉｎｇ　ＰＰＬＴ　ｂｙ　ｔｈｅｌａｓｅｒ，ｔｈｅ　３．９μｍ　ｌａｓｅｒ　ｗｉｔｈ　ｍａｘｉｍｕｍ　ｐｏｗｅｒ　ｏｆ　２．６Ｗｗａｓ　ｇｏｔ．Ｔｈｅ　ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｆｒｏｍ　１．０６μｍ　ｔｏ　３．９μｍ　ｗａｓ　１７．３％．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｉｎｄｉｃａｔｅ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈ　ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ　ｒａｔｅｄｒｉｖｉｎｇ　ｅｌｅｃｔｒｏ－ｏｐｔｉｃａｌ　Ｑ－ｓｗｉｔｃｈｅｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ＬＤ　ｓｉｄｅ－ｐｕｍｐｅｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｃａｎ　ｂｅ　ｕｓｅｄ　ｔｏｏｂｔａｉｎ　ｈｉｇｈ－ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ　ｎａｒｒｏｗ－ｗｉｄｔｈ　１．０６μｍ　ｐｏｌａｒｉｚｅｄ　ｌａｓｅｒ，ａｎｄ　ｐｕｍｐｉｎｇ　ＰＰＬＴ　ｃａｎ　ｏｂｔａｉｎｈｉｇｈ－ｐｏｗｅｒ　ｈｉｇｈ－ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　３．９μｍ　ＭＷＩＲ　ｌａｓｅｒ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｏ－ｏｐｔｉｃａｌ　Ｑ－ｓｗｉｔｃｈｅｄ；ｏｐｔｉｃａｌ　ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ　ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ；ＭＷＩＲ引言半导体激光器泵浦的固体激光器（ＬＤＰＳＳＬ，简称全固态激光器）具有转换效率高、体积小、质量轻、寿命长等优点，与非线性光学频率变换技术相结合可实现更广波段的运转。

RP Fiber Power 被动调Q Nd YAG激光器

RP Fiber Power 被动调Q Nd YAG激光器文件：Nd-YAG laser, passively Q-switched .fpw 该模型与以上范例相似，但采用
Cr:YAG晶体用于被动调Q。

可仅采用单光纤作为有源模型，可认为是包括Nd3+和Cr4+
离子的单光纤，研究整个谐振长度内的传输。

这说明，无需采用通常的能级结构，而是用户对双离子的自定义方式。

每一个离子具有两个相关的电子能级。

（可忽略高能级，寿命短的能级。

）图形如下：
图1为在一定时间段内，模拟泵浦相位的变化。

传输持续不断的进行，直至谐振腔往返增
益为正。

图2为脉冲辐射之前，钕离子激发的横向分布。

图3模拟了脉冲的产生过程。

在此，整个动态模拟需考虑传输时间。

该运行较慢，需持续一段时间。

因此，动态模拟也需持续几秒钟。

在对数坐标轴上模拟输出功率的变化。

图4为小段时间范围内输出功率的变化。

图5为脉冲产生后，Nd3+和Cr4+离子激发的横向分布。

图6为脉冲重复率、能量、脉宽与泵浦功率的函数关系。

可见，高泵浦功率仅增加脉冲重复频率，但不改变脉冲固有参量。

LD侧面泵浦Nd：YAG高重频电光调Q激光器

１０ｋＨｚ，ｔｈｅ１．０６ｍｌａｓｅｒｗｉｔｈ１５Ｗｐｏｗｅｒｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄ．ＡｆｔｅｒБайду номын сангаас ｐｕｍｐｉｎｇＰＰＬＴｂｙｔｈｅｌａｓｅｒ，ｔｈｅ３．９ “ｍｌａｓｅｒｗｉｔｈｍａｘｉｍｕｍｐｏｗｅｒｏｆ２．６Ｗｗａｓｇｏｔ．Ｔｈｅｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｆｒｏｍ１．０６ｍｔｏ３．９ｍｗａｓ１７．３．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｈｉｇｈｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎｒａｔｅｄｒｉｖｉｎｇｅ —
第３４卷第２期
２０１３年３月文章编号：１００２ — ２０８２（２０１３）０２ — ０３５５ — ０４
应用光
学
Ｖｏ１．３４Ｎｏ．２
Ｍａｒ．２Ｏ１３
Ｊｏｕｒｎａ１ｏｆＡｐｐｌｉｅｄＯｐｔｉｃｓ
ｗｉｔｈｈｉｇｈｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎｒａｔｅ
ＭＡｏＸｉｎ，ＳＨＥＮＺｈａｏ — ｇｕｏ，ＦＵＪｉｅ，ＴＡＮＧＧａｎｇ — ｆｅｎｇ，ＹＡＮＧＹｉ，ＣＨＥＮＧＪｉａｎ－ｘｉｎ
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LD侧面泵浦被动Q开关NdYAG激光器模拟与实验研究

工业技术在被动调Q实际过程中,随着纳秒级激光脉冲的形成,可饱和吸收体基态粒子数逐渐变小,上能级粒子数逐渐变大,可饱和吸收体的透过率会逐渐变大,可饱和吸收体的吸收系数就会逐渐变小,即在调Q过程中损耗是逐渐变小的。

关于不考虑动态损耗下,对LD侧面泵浦被动Q开关Nd:YAG激光器主要输出参数的理论和实验研究,已有大量的文献报告[1]-[4]。

如果把调Q过程中的损耗看成定值,得到的单脉冲能量等输出参数与实际情况相比会有较大的误差。

而考虑调Q过程的动态损耗,得到的单脉冲能量和脉宽等输出参数会更符合实际。

该研究考虑调Q过程中可饱和吸收体的吸收系数随时间的变化,以及可饱和吸体的透过率随时间的变化,求解被动调Q速率方程,得到光强、单脉冲能量、脉宽的表达式。

再通过数值模拟,得到不同可饱和吸收体初始透过率情况下,单脉冲能量和脉宽随初始透过率的变化规律,以及不同的输出镜耦合镜透过率情况下,单脉冲能量和脉宽随输出耦合镜透过率的变化规律。

并展开了实验研究,将实验测量结果和理论分析结果进行了对比分析。

1 理论模型LD侧面泵浦被动调Q实验中,考虑可饱和吸收体激发态吸收,为了简化计算,所以在计算中可以用平面波近似。

根据被动调Q理论,考虑可饱和吸收体激发态吸收的被动调Q速率方程组写为如下形式[5]:DOI:10.16661/ki.1672-3791.2015.23.074L D 侧面泵浦被动Q 开关N d :Y A G 激光器模拟与实验研究吴霞芳(长春理工大学理学院吉林长春 130000)摘要该研究考虑被动调Q过程的动态损耗,即考虑可饱和吸收体的吸收系数随时间的变化,分析了LD端面泵浦被动Q开关Nd:YAG激光器的速率方程组。

数值模拟了在不同可饱和吸收体初始透过率,以及不同输出耦合镜透过率的情况下,输出激光的单脉冲能量和脉宽。

并与试验结果进行了对比。

模拟结果和实验结果相符合。

研究结果表明随着初始透过率的增加单脉冲能量逐渐减小,而脉宽逐渐增大。

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（．春理工大学电子信息工程学院，１长吉林长春１０２；．长春理工大学理学院，３０２２吉林长春１０２）３０２
摘要：对比研究了８８ｎ激光二极管列阵侧面泵浦Ｎ：Ａ陶瓷与Ｎ：Ａ０ｍｄＹＧｄＹＧ单晶激光器在连续和被动调Ｑ运转下的激光输出特性。对于Ｎ：ＡｄＹＧ陶瓷激光器，１５Ｗ泵浦功率，在４平平谐振
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（．ＳｈｏｆＥｌｃｒｎｃＩｆｒｔｎＥｇｎｅｉｇＣａｇｈｎＵｎｖｒｉｆＳｉｎｅａｄＴｃｎｌｇ，ａｇｈｎ１０２Ｊｌ１ｃｏｌｏｅｔｉｎｏｍａｉｎｉｅｒｎ，ｈｎｃｕｉｅｓｔｏｃｅｃｎｅｈｏｏｙＣｈｎｃｕ０２，ｉｎ，Ｃｉａｏｏｙ３ｉｈｎ；２ｃｏｌｆＳｉｎｅ，ｈｎｃｕｉｅｓｔｏｃｅｃｎｅｈｏｏｙＣａｇｈｎ１０２Ｊｌ，ｉａ．ＳｈｏｃｅｃＣａｇｈｎＵｎｖｒｉｆＳｉｎｅａｄＴｃｎｌｇ，ｈｎｃｕ０２，ｉｎＣｈｎ）ｏｙ３ｉ
中图分类号：Ｔ２８１Ｎ４．文献标志码：Ａ文章编号：１０．０３２１）３０７．５００１９（０２０－２８０
ＳｕｙｏｉｅＰｍｐｄＮｄＹＡＧｅａｃＬｓｒＰｓｉｅｙＱ—ｗｉｈｄｔｄｎＳｄｕｅ：Ｃｒｍｉａｅａｓｌｓｔｅｖｃ
第３３卷第３期
２０１２年３月 Biblioteka 兵工学
报
Ｖｏ１３Ｎｏ．．３３
Ｍａ．ｒ２２Ｏ１
ＡＣＴＡＡＲＭＡＭＥＮＴＡＲＩＩ
连续侧面泵浦Ｎ：Ａ陶瓷激光器被动调Ｑ研究ｄＹＧ
吴昊，李洪祚，王一帆，刘瑞，范英杰，陈薪羽
Ａｓｒｃ：ｈｏｔｕｕａｅａｄｐｓｉｌＱｓｉｈｄｏｔｕｐｒｒａｃｆ０ｍｌｅｉｅａｒｙｂｔｔＴｅｃｎｉｏｓｗｖｎａｓｅ — ｔｅｕｐｔｅｏｍｎｅｏ８８ｔｓｒｏｒａｎｖｙｗｃｆｉａｄｄａ
ｃｎｉｕｕｖｕｐｔｐｗｅｆ４２ａ４ｎ，ｔｅｐｉａ —ｏｏｔｃｌｃｎｅｓｏｆｉｉｎｙｉｏｔｎｏｓｗａｅｏｔｕｏｒｏ４．８Ｗｔ１０６ｍｈｏｔｃｌｔ－ｐｉａｏｖｒｉｎｅｃｅｃｓ３５％，ｔｌｐｅｅｃｅｃｓ３．０．ｈｅｓｏｆｉｎｙｉ８２％．Ｉｈａｘｅｉｎａｏｉｏｉｎｔｅｓｍｅｅｐｒｍｅｔｌｃｎｄｔｎ，ｕｓｎ “ ：ＹＡＧｓｔｅｉｉｇＣｒａｈ
腔２％输出耦合镜透过率时，０获得最大４．８ｗ的１６ｍ连续激光输出，光转化效率和斜效４２４ａ０光一
率分别为３．％和３．％．谐振腔中插入初始透过率８．９的Ｃ：Ａ晶体作为被动调Ｑ开０５８２７８％ｒＹＧ关，１４Ｗ泵浦功率下获得ｌ．３ｋｚ复频率，．２ｗ平均功率，．４ｋ峰值功率的准连续在２００Ｈ重４６５５Ｗ激光输出。同样实验条件下利用相同尺寸和掺杂浓度的Ｎ：ＡｄＹＧ单晶进行对比，果表明Ｎ：结ｄＹＧ陶瓷在高功率泵浦下具有广阔的应用前景。Ａ关键词：光电子学与激光技术；固体激光器；ｄＹＧ陶瓷；侧面二极管阵列泵浦；被动调ＱＮ：Ａ
ｉ７９，ｔｅａｅａｅｐｗｅｓ４．２Ｗｎｈｅｋｐｗｅｓ５５Ｗ．Ｃｏｓ８．８％ｈｖｒｇｏｒｉ６ａｄｔｅｐａｏｒｉ．４ｋｍｐａｅｏｔｅｓｍｅｓｚｒｄｔｈａｉｅａｄｄｐｉｇｃｎｅｔａｉｎｏｎｏｎｏｃｎｒｔｏｆＮｄ：ＹＡＧｉｇｅｃｓａｎｔｅｓｍｅｅｐｒｍｅｔｌｃｎｉｉｎ，ｔｅｒｓｌｓｏｓｎｌｒｔｌｉｈａｘｅｉｎａｏｄｔｏｙｈｅｕｔｈｗｓｔａｈｔＮｄ：ＹＡＧｅａｃｌｓｒｈｓａｗｉｅｙａｐｉａｉｎｉｉｈｐｗｅ．ｃｒｍｉａｅａｄｌｐｌｃｔｏｎｈｇｏｒ
ｓｄｕｐｄＮｄ：ｉｅｐｍｅＹＡＧｅａｃａｄＮｄ：ｃｒｍｉｎＹＡＧｉｇｅｃｙｔｌａｅｓｕｅ．Ｉｈｏｄｔｎｏ５Ｗｕｓｎｌｒｓａｒｔｄｉｄｎｔｅｃｎｉｉｆ１ｐｍｐｏ４
ｐｓｉｅＱ—ｗｔｈｒｈ００Ｈｚｑａｉｃｎｉｕｕａｅｂａｎｄｗｅｅｏｉｉａｔａｓｓｉｎｒｔａｓｓｉｅ，ｔｅ１．３ｋｕｓ—ｏｔｏｓｌｓｒｉｏｔｉｅｈｎｔｒｎｌｒｎｍｉｓｏａｉｖｃｎｓｈｇｏ