本文關(guān)鍵詞：大能量板條激光放大器的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：大能量、短脈寬的全固態(tài)激光器在激光加工、探測遙感、高能物理研究等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。本文采用MOPA放大結(jié)構(gòu),使用自行設(shè)計的高穩(wěn)定性、高光束質(zhì)量種子源作為主振蕩器,采用多級掠入射板條放大模塊,實現(xiàn)大能量、短脈寬激光輸出。經(jīng)過MOPA系統(tǒng)三級放大后,種子光被放大了2800余倍,獲得了單脈沖能量31.7mJ的大能量脈沖輸出,光束質(zhì)量蛻化不嚴重。本文的主要研究內(nèi)容包括:1)對板條激光放大器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,及高增益放大系統(tǒng)中ASE抑制方法進行了總結(jié)與歸納。并最終確定采用高增益、高光束質(zhì)量、結(jié)構(gòu)簡單的掠入射板條作為MOPA系統(tǒng)的基本放大結(jié)構(gòu)。2)根據(jù)放大器的增益理論與ASE理論使用MATHEMATICA軟件進行推導(dǎo)與模擬,使用COMSOL軟件對不同板條尺寸、不同泵浦強度、不同泵浦區(qū)域的板條熱分布進行了模擬。為系統(tǒng)設(shè)計與實驗分析提供了理論支持。3)設(shè)計了放大系統(tǒng):對增益介質(zhì)進行切角設(shè)計、鍍吸收膜設(shè)計,抑制了晶體內(nèi)部的ASE;對系統(tǒng)的泵浦進行選擇,采用高峰值功率脈沖bar泵浦,并針對半導(dǎo)體堆棧設(shè)計了光束勻化方法;對放大光路進行設(shè)計,給出了一種新型的環(huán)形分層光路,它可以有效地抑制ASE的產(chǎn)生,進一步提高了放大器的增益和效率。4)對掠入射板條放大實驗進行優(yōu)化分析,放大系統(tǒng)采用兩級Nd:YVO4、一級Nd:YAG增益介質(zhì)。放大系統(tǒng)的種子源的為端面泵浦Nd:YAG晶體,電光調(diào)Q輸出,脈沖能量11μJ,重復(fù)頻率200Hz,脈寬30ns,最終通過MOPA放大系統(tǒng),實現(xiàn)了脈沖能量31.7mJ的激光輸出,光束質(zhì)量M21.36,脈寬基本保持不變。
【關(guān)鍵詞】：激光放大器 掠入射板條放大器 大能量 ASE抑制
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN248;TN722
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-23
• 1.1 大能量板條放大器的研究背景9
• 1.2 大能量板條放大器的研究現(xiàn)狀9-16
• 1.2.1 Zig-Zag板條放大器10-13
• 1.2.2 Innoslab板條放大器13-14
• 1.2.3 掠入射板條放大器14-16
• 1.3 ASE抑制方法研究現(xiàn)狀16-20
• 1.3.1 抑制晶體內(nèi)部ASE方法17-18
• 1.3.2 抑制外部光路ASE方法18-20
• 1.4 研究現(xiàn)狀總結(jié)20-21
• 1.5 本文的研究目標及研究內(nèi)容21-23
• 第2章 理論分析23-37
• 2.1 板條放大器的增益理論23-26
• 2.2 板條放大器的ASE理論26-30
• 2.3 板條放大器的熱分析30-35
• 2.4 本章小結(jié)35-37
• 第3章 放大系統(tǒng)設(shè)計37-57
• 3.1 增益介質(zhì)的設(shè)計37-45
• 3.1.1 增益介質(zhì)選擇37-41
• 3.1.2 晶體切角設(shè)計41-42
• 3.1.3 增益介質(zhì)鍍鍺42-45
• 3.2 泵浦系統(tǒng)設(shè)計45-50
• 3.2.1 半導(dǎo)體泵浦源45-47
• 3.2.2 泵浦光整形勻化47-50
• 3.3 放大模塊光路設(shè)計50-56
• 3.3.1 環(huán)形放大光路50-51
• 3.3.2 增加光路長度51-52
• 3.3.3 光路分層設(shè)計52-56
• 3.4 本章小結(jié)56-57
• 第4章 大能量板條放大器57-67
• 4.1 種子源57-58
• 4.2 泵浦源58-61
• 4.2.1 泵浦源同步測試58-60
• 4.2.2 泵浦源功率測試60-61
• 4.3 實驗參數(shù)優(yōu)化61-63
• 4.3.1 種子光光寬優(yōu)化61-62
• 4.3.2 掠入射角優(yōu)化62-63
• 4.3.3 泵浦光寬優(yōu)化63
• 4.4 結(jié)果與分析63-66
• 4.5 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論67-69
• 參考文獻69-73
• 附錄73-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及專利75-77
• 致謝77

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