| 题名 | 大功率全固态蓝、绿光和紫外激光器及可调谐激光技术研究 |
| 作者 | 石朝辉 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2007-06-11 |
| 授予单位 | 中国科学院长春光学精密机械与物理所 |
| 授予地点 | 长春光学精密机械与物理所 |
| 导师 | 樊仲维 |
| 关键词 | 全固态激光器(DPSSL) LD泵浦 腔内倍频 Nd: YVO4 大功率绿光 准三能级 大功率蓝光 457nm 紫外 色散 可调谐激光器 掺钛蓝宝石 |
| 其他题名 | Study on high power all solid state green, blue, UV laser and tunable laser technology |
| 学位专业 | 光学 |
| 中文摘要 | 摘 要 半导体泵浦的固体激光器（DPSSL）将半导体激光器和固体激光器的优点集于一身，具有效率高、结构紧凑、输出稳定、寿命长等优点，在制造业、信息业、医疗业及科研等领域获得了广泛的应用，因此成为激光领域的一个研究热点。本文围绕大功率全固态连续波绿光、连续波蓝光激光器和大功率全固态声光调Q准连续波紫外激光器做了大量的理论和实验研究；对可调谐激光器输出激光进行非线性频率变换是获得紫外、深紫外激光的一条重要技术路线，本文对这一技术也做了一定的研究。论文主要包括以下几部分内容： 1、 介绍了全固态激光器的历史和发展以及DPSSL的特点，综述了目前国内外在全固态三基色DPSSL（红、绿、蓝）和全固态紫外激光器领域上的最新进展；同时作者又展望了在未来几年里DPSSL的发展趋势。 2、 从空间速率方程出发，详细地讨论了不考虑热效应和考虑热效应两种情况下的LD端面泵浦固体激光器输入输出特性，重点分析了各空间分布变量对激光输出特性的影响，为设计高效率运转、高光束质量的激光器提供了设计原则和努力方向。 3、 详细地研究了Nd:YVO4晶体的914nm准三能级谱线的工作特点，对比分析了它与四能级激光系统及与Nd:YAG晶体的946nm准三能级谱线不同的工作特点；并重点分析了影响其激光效率的几个因素，如晶体长度、掺杂浓度、晶体温度、输出镜透过率等；通过理论计算确定了大功率蓝光激光器的器件参数。 4、 成功研制了输出功率为9.4W的单端泵连续波绿光激光器。方案采用LD端面泵浦Nd:YVO4 和I类非临界相位匹配LBO腔内倍频结构，在30W泵浦功率下获得了9.4W的532nm连续波绿光输出，光-光转换效率达到31.3％，此转换效率处于先进水平。通过工业化设计使该款激光器达到了产业化水平，并创造了巨大的经济效益。 5、 成功研制了输出功率为4.2W的高功率连续波457nm蓝光激光器。方案采用LD端面泵浦Nd:YVO4激光晶体和I类临界相位匹配LBO腔内倍频结构，通过优化谐振腔设计和器件参数，使准三能级方式运转的914nm激光得以高效率工作，并在此基础之上获得高功率的倍频蓝光输出。最终在泵浦功率为31W时，蓝光输出达4.2W，其光-光转换效率高达13.5％。通过工业化的结构设计和工艺设计，使这一技术达到了产业化水平，样机具有非常优异的可靠性和长期稳定性。 6、 分别以端泵Nd:YVO4腔外三倍频和侧泵Nd:YAG 腔内三倍频两条技术路线实现了瓦级全固态声光调Q 355nm紫外激光输出。在端泵腔外三倍频结构中，在基频光输出功率为7.28W时紫外激光输出功率达到了1.86W，红外到紫外的光光效率达到了25.5 %，此效率接近了国际先进水平。在侧泵腔内三倍频结构中，我们利用布氏棱镜的色散将紫外激光倒出腔外，解决了腔内三倍频紫外激光器腔镜镀膜难题，并获得了2.5W的准连续355nm紫外激光输出。 7、 自行研制了大功率、高光束质量的侧泵Nd: YAG倍频532nm激光器，并将其用于泵浦掺钛蓝宝石晶体，在国内首次获得了高平均功率、窄线宽的宽调谐激光输出。腔内无色散元件时获得了最高6.44W的平均功率激光输出，光－光转换效率大于40％；利用石英布氏棱镜对作为腔内色散元件，获得了740nm～880nm范围内连续可调谐的激光输出，激光线宽约1nm，在中心波长800nm处最大输出功率达到了2.87W。 关键词：全固态激光器（DPSSL），LD泵浦，腔内倍频，Nd: YVO4，大功率绿光，准三能级，大功率蓝光，457nm，紫外，色散，可调谐激光器，掺钛蓝宝石 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-03-21 |
| 页码 | 134 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.ciomp.ac.cn/handle/181722/431]  |
| 专题 | 长春光学精密机械与物理研究所_中科院长春光机所知识产出 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 石朝辉. 大功率全固态蓝、绿光和紫外激光器及可调谐激光技术研究[D]. 长春光学精密机械与物理所. 中国科学院长春光学精密机械与物理所. 2007. |
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