本文關(guān)鍵詞：Ho:YAG晶體環(huán)形腔再生放大技術(shù)研究

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【摘要】：2μm波段激光被譽為“未來之光”,其應用已覆蓋各方各面,而隨著鎖模激光技術(shù)的發(fā)展,2μm超短脈沖激光的應用更加廣泛,如醫(yī)療、軍事、科研等等。但是鎖模激光單脈沖能量較低,僅納焦級,這已成為嚴重制約其應用的因素。隨著再生放大技術(shù)的發(fā)明及發(fā)展,對鎖模光進行能量放大,最大可獲得毫焦級別的單脈沖激光,這使得超短脈沖激光擺脫低單脈沖能量的限制。并且經(jīng)過再生放大后的鎖模激光仍能保持鎖模激光的良好特性,使超短脈沖激光在各個領(lǐng)域的應用更加深入,如強場物理、多光子電離等方面。首先,本論文對放大技術(shù)及其種子鎖模激光器的近幾年國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀進行了詳細的調(diào)研,并且對放大理論進行了系統(tǒng)的分析與求解,從激光脈沖放大的速率方程到矩形波脈沖放大再到超短脈沖的放大,最終引出再生放大的理論模型,從理論上論證了再生放大的可行性以及其優(yōu)點。其次,是關(guān)于再生放大實驗的準備工作。第一,對主被動的鎖模光的優(yōu)缺點進行了分析,然后又從脈寬、重頻等方面介紹了鎖模激光的主要參數(shù),又對鎖模光進行了光束變換以匹配再生放大腔的光斑模式。第二,對隔離系統(tǒng)以及普克爾盒的使用方式、選單脈沖方法做了簡單介紹。第三,設計了再生放大諧振腔腔型,給出了諧振腔內(nèi)光斑模式變化以及其穩(wěn)定范圍等參數(shù),并對環(huán)形腔泵浦源也做了簡單的介紹。最后,關(guān)于再生放大實驗部分,我們對種子光在再生放大諧振腔內(nèi)的運轉(zhuǎn)方式進行了分析,從輸出功率、單脈沖能量、脈寬等幾方面參數(shù)對再生放大實驗數(shù)據(jù)進行分析并解釋了這些現(xiàn)象的原因,在重頻為1 kHz時獲得了實驗中最大單脈沖能量144μJ;在重頻為5 kHz時獲得了單脈沖能量為62.2μJ的單脈沖激光輸出,獲得的脈沖寬度都為1.6 ns。最后將環(huán)形腔以腔倒空方式運轉(zhuǎn)時的一些主要數(shù)據(jù)進行了測量,方便對比再生放大實驗。
【關(guān)鍵詞】：2μm激光 主動鎖模 再生放大 腔倒空 Ho:YAG
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN24
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-25
• 1.1 課題的研究背景及意義9-10
• 1.2 2 μm鎖模激光技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.3 放大技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀12-23
• 1.3.1 其它放大技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀13-15
• 1.3.2 再生放大技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀15-19
• 1.3.3 環(huán)形腔再生放大技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀19-20
• 1.3.4 2 μm波段再生放大技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀20-23
• 1.4 本論文的研究目的和主要內(nèi)容23-25
• 第2章 激光脈沖放大及再生放大理論分析25-36
• 2.1 激光脈沖放大的基本理論分析25-32
• 2.1.1 激光脈沖放大的速率方程及求解25-28
• 2.1.2 矩形脈沖放大分析28-32
• 2.2 超短脈沖放大理論分析32-34
• 2.3 再生放大理論分析34-35
• 2.4 本章小結(jié)35-36
• 第3章 2 μm再生放大技術(shù)實驗設計36-47
• 3.1 鎖模種子光的選擇及其參數(shù)36-38
• 3.1.1 主動鎖模作為種子光的優(yōu)點36
• 3.1.2 主動鎖模激光器的參數(shù)及模式匹配36-38
• 3.2 光隔離器的使用及選單脈沖方法的比較38-41
• 3.2.1 光隔離系統(tǒng)的使用方法及普克爾盒選單脈沖原理38-39
• 3.2.2 選單脈沖方法的種類及其優(yōu)缺點39-41
• 3.3 環(huán)形再生放大諧振腔的設計及參數(shù)41-46
• 3.3.1 再生放大腔型的比較41-43
• 3.3.2 環(huán)形腔泵浦源的參數(shù)設計43-44
• 3.3.3 環(huán)形腔的設計及參數(shù)44-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第4章 2 μm環(huán)形腔再生放大實驗結(jié)果及分析47-57
• 4.1 種子光在腔內(nèi)的運轉(zhuǎn)方式47-48
• 4.2 再生放大腔在腔倒空運轉(zhuǎn)時實驗數(shù)據(jù)48-50
• 4.3 再生放大實驗結(jié)果及分析50-56
• 4.3.1 種子光及再生放大的優(yōu)化設計50-52
• 4.3.2 實驗結(jié)果及分析52-56
• 4.3.3 再生放大與腔倒空數(shù)據(jù)對比56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 結(jié)論57-58
• 參考文獻58-63
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文63-65
• 致謝65

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本文編號：979959