【摘要】：隨著脈沖激光技術(shù)的不斷發(fā)展,各領(lǐng)域?qū)碛懈堂}寬、更高峰值功率的輸出脈沖的需求也日益增大。主被動雙調(diào)Q技術(shù)通過同時(shí)采用主動Q開關(guān)和被動調(diào)Q可飽和吸收體,輸出脈沖在擁有更加優(yōu)質(zhì)的脈沖特性的同時(shí),憑借其可控的輸出脈沖重復(fù)頻率,在軍事、醫(yī)療、機(jī)械加工、遙感測距等方面的應(yīng)用得到了越來越多的關(guān)注和研究。同時(shí),諸如石墨烯、黑磷以及過渡金屬二硫化物等各種新型二維可飽和吸收材料的出現(xiàn),讓脈沖激光技術(shù)煥發(fā)了新的活力。論文基于聲光——可飽和吸收體主被動雙調(diào)Q激光技術(shù),分別采用不同的激光增益晶體和可飽和吸收材料,研究了 1.34μm和1.064μm波段主被動雙調(diào)Q激光重復(fù)頻率的依賴特性和激光特性。通過與單被動調(diào)Q激光的輸出脈沖特性進(jìn)行對比,分析了主被動雙調(diào)Q技術(shù)對輸出脈沖的優(yōu)化作用。具體研究內(nèi)容如下:Ⅰ.實(shí)現(xiàn)了 LD端面泵浦Nd:Gd0.63Y0.37VO4晶體、聲光——V3+:YAG可飽和吸收體主被動雙調(diào)Q1.34μm波段激光運(yùn)轉(zhuǎn),并測量了在不同泵浦功率和聲光調(diào)制頻率下的輸出脈沖特性,分析了脈沖特性隨聲光調(diào)制頻率改變出現(xiàn)的周期性斜坡現(xiàn)象。采用平面波近似的速率方程,建立了 LD端面泵浦Nd:Gd0.63Y0.37VO4晶體、聲光——V3+:YAG可飽和吸收體主被動雙調(diào)Q1.34μm波段激光運(yùn)轉(zhuǎn)的耦合方程組,數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符。Ⅱ.實(shí)現(xiàn)了 LD端面泵浦Nd:GGG晶體、聲光——單層石墨烯可飽和吸收體主被動雙調(diào)Q1064nm波段激光運(yùn)轉(zhuǎn),測量了在不同泵浦功率和聲光調(diào)制頻率下的輸出脈沖特性,包括重復(fù)頻率、脈沖寬度、峰值功率等,分析了主被動雙調(diào)Q激光重復(fù)頻率的依賴特性。與單層石墨烯單被動調(diào)Q激光相比,雙調(diào)Q激光能夠獲得更高峰值功率和更窄脈寬。Ⅲ.利用化學(xué)氣相沉積法制備了 MoS2可飽和吸收體,并進(jìn)行了表征,實(shí)現(xiàn)了LD端面泵浦Nd:GGG晶體、聲光——多層MoS2可飽和吸收體主被動雙調(diào)Q1064 nm激光運(yùn)轉(zhuǎn),測量了不同泵浦功率和聲光調(diào)制頻率下的輸出脈沖特性,獲得最大平均輸出功率100.8 mW,得到最短輸出脈寬為150.1ns,最高的峰值功率為33.7W;與單被動調(diào)Q激光相比,雙調(diào)Q激光獲得的脈沖峰值功率更高、脈寬更窄,最大的脈寬壓縮率為5.3、最高的峰值功率增益因子為21.3。同時(shí),分析了輸出脈沖聲光調(diào)制頻率出現(xiàn)的周期性斜坡現(xiàn)象和輸出脈寬隨聲光調(diào)制頻率出現(xiàn)的先減小后增大的現(xiàn)象。論文的主要創(chuàng)新工作包括:Ⅰ.首次實(shí)現(xiàn)了 LD端面泵浦Nd:Gd0.63Y0.37VO4晶體、聲光——V3+:YAG可飽和吸收體主被動雙調(diào)Q1.34μm波段激光運(yùn)轉(zhuǎn),分析了脈沖特性隨聲光調(diào)制頻率改變出現(xiàn)的周期性斜坡現(xiàn)象,數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符。Ⅱ.首次實(shí)現(xiàn)了 LD端面泵浦Nd:GGG晶體、聲光——單層石墨烯可飽和吸收體主被動雙調(diào)Q1064nm波段激光運(yùn)轉(zhuǎn),研究在不同泵浦功率和聲光調(diào)制頻率下的輸出脈沖特性,分析了主被動雙調(diào)Q激光重復(fù)頻率的依賴特性。Ⅲ.首次實(shí)現(xiàn)了 LD端面泵浦Nd:GGG晶體、聲光——多層MoS2可飽和吸收體主被動雙調(diào)Q1064 nm激光運(yùn)轉(zhuǎn),研究了不同泵浦功率和聲光調(diào)制頻率下的輸出脈沖特性,分析了輸出脈沖聲光調(diào)制頻率出現(xiàn)的周期性斜坡現(xiàn)象和輸出脈寬隨聲光調(diào)制頻率出現(xiàn)的先減小后增大的現(xiàn)象。
【圖文】：

０邐５邐１０邐１５邐２０邐２Ｓ邐３０邐３５逡逑ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ邋ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ邋（ｋＨｚ）逡逑圖２．３泵浦功率為６．５邋Ｗ時(shí)輸出脈沖重復(fù)頻率隨聲光調(diào)制頻率變化情況逡逑Ｆｉｇ．邋２．３邋Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ邋ｒａｔｅ邋ｖｅｒｓｕｓ邋ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ邋ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ邋ｏｆ邋ＡＯＭ邋ａｔ邋ｐｕｍｐ邋ｐｏｗｅｒ邋ｏｆ邋６．５邋Ｗ逡逑１３逡逑

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【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN24

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2710560