1.9μm激光器端面泵浦hoyag晶体热效应研究

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1、学号：S13010039硕士学位论文1.9μm激光器端面泵浦Ho:YAG晶体热效应研究研究生姓名：李嵩学科、专业：光学二○一六年三月分类号：TN219密级：可公开UDC：编号：1.9μm激光器端面泵浦Ho:YAG晶体热效应研究STUDYONTHERMALEFFECTOFHo:YAGLASERENDPUMPEDBY1.9μmLASER学位授予单位及代码：长春理工大学（10186）学科专业名称及代码：光学（070207）研究方向：激光物理与新型激光器申请学位级别：硕士指导教师：金光勇研究员研究生：李嵩论文起止时间：2014.11

2、-2015.12联系方式：长春理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，《1.9μm激光器端面泵浦Ho:YAG晶体热效应研究》是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：年月日长春理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”，同

3、意长春理工大学保留并向中国科学信息研究所、中国优秀博硕士学位论文全文数据库和CNKI系列数据库及其它国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名：年月日导师签名：年月日摘要Ho:YAG晶体是产生高性能2μm激光的首选晶体之一，高功率Ho:YAG激光器是研究的热点之一。高功率运转时产生的热效应，会使Ho:YAG激光器输出的光束质量变差。但关于Ho:YAG的热分析却鲜

4、有报道，因此为掌握Ho:YAG激光器内温度及热效应的变化规律，促进大功率、高效的Ho:YAG激光器的发展，本文的研究是十分必要的。理论方面，首先根据Ho:YAG晶体的物理、机械及光谱特性，对1.9μm激光器端面泵浦Ho:YAG晶体建立热模型、初始条件、边界条件。再通过Ho:YAG晶体的热传导方程，用matlab对Ho:YAG晶体内热功率密度的变化进行模拟，得到Ho:YAG晶体内热功率密度的变化规律，为未来Ho激光器的设计与实验提供理论指导。使用COMSOL软件对Ho:YAG晶体内温度分布进行模拟，并用matlab理论上模拟热

5、焦距值。实验方面，在对比了几种热焦距测量方式的基础上，开展了光束质量反推Ho:YAG晶体热焦距的实验研究。依据实验室现有条件，我们搭建了1.9μm激光器端面泵浦Ho:YAG晶体的实验台，测量光束质量和发散角，反推出在泵浦功率1W时Ho:YAG晶体的热焦距为155mm，由此可见高功率Ho:YAG激光器的热效应不容忽视。关键词：1.9μmHo:YAG激光器热效应模拟ABSTRACTHo:YAGcrystalisoneofthepreferredcrystalswhichcanproducehigh-performance2μml

6、aserwavelength,highpowerHo:YAGlaserisoneofthefocalpointsoftheresearchach.Thermaleffectgeneratedwhenhigh-poweroperationwhichwillmaketheoutputbeamqualityofHo:YAGlaserdeteriorates.ButaboutthermalanalysisofHo:YAGisrarelyreported,Therefore,tograspthechangesoftemperature

7、andthermaleffectswithintheHo:YAGlaser,topromotethedevelopmentofhigh-power,efficientHo:YAGlaser,thisstudyisnecessary.Theoretically,accordingtothephysical,mechanicalandspectralcharacteristicsofHo:YAGcrystal,tobuildathermalmodel,initialconditions,boundaryconditionsofH

8、o:YAGlaserendpumpedbyTm:YLFlaserfirstly,Then,usingMATLABsoftwaretosimulatethechangesofHo:YAGcrystalheatpowerdensitythroughtheHo:YAGcrystalheatcon