LD端面泵浦NdGdVO_4NdYVO_4板条激光实验研究.pdf

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1、LD端面泵浦Nd:GdVO4/Nd:YVO4板条激光实验研究邓波2014年12月中图分类号：UDC分类号：LD端面泵浦Nd:GdVO4/Nd:YVO4板条激光实验研究作者姓名邓波学院名称光电学院指导教师张恒利研究员答辩委员会主席教授申请学位工学硕士学科专业电子科学与技术学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月TheResearchofLDEnd-pumpedNd:YVO4/Nd:YVO4SlabLaserCandidateName：DengBoSchoolorDepartment:SchoolofOptoelectronicsFacultyMentor:Prof.ZhangHeng

2、liChair,ThesisCommittee：Prof.DegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：ElectronicScienceandTechnologyDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：Junuary,2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的

3、合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：摘要激光二极管部分端面泵浦混合腔板条激光器（Innoslablaser）适于产生高功率高光束质量激光输出，其端面泵浦方式提供了泵浦光与激光之间很好的模式匹配；大面散热的板条晶体能有效降低热效应；稳定-非稳混合谐振腔可同时在两个方向上获得很好的光束质量。本文基于该技术对Nd:GdVO4和Nd:YVO4晶体的激光特性进行研究，主要内容如下：3+1.介绍了LD泵浦固体激光器的发展历史及特点，介绍了几种掺Nd激光晶体和部分端面泵浦技术。通过四能级速率方程理论推导了连续输出下的阈值功率和斜效率。针对板条晶

4、体建立理论模型分析其热效应，重点对比不同波长的泵浦源和不同尺寸激光晶体对温度分布和热透镜焦距的影响。2.采用880nmLD阵列泵浦Nd:GdVO4板条晶体产生1063nm激光，选取稳腔-负支非稳腔混合腔结构，在泵浦功率为390W时，激光器的输出功率为149W。光-光转换效率为38.2%，光束质量在稳腔和非稳腔方向均为2.3。由ABCD矩阵方法计算了存在热透镜效应时的激光模式体积，与之前的成果对比研究了模式匹配对激光光束质量的影响。当基模尺寸比泵浦区域小很多时，谐振腔中低阶模的起振会使激光光束质量下降。3.利用激光二极管阵列对Nd:YVO4板条晶体进行部分端面抽运，在最大抽运功率为为712W时

5、，获得了最大功率为328W的激光输出，光-光转换效率2为46%，斜效率约57%；在输出功率为303W时，光束质量因子M在非稳腔和稳腔方向分别为1.7和2.1。关键词：880nm,部分端面泵浦，Nd:GdVO4，Nd:YVO4，模式匹配AbstractLDend-pumpedslablaserwithhybridresonator(Innoslablaser)iswellsuitedforgeneratinglaserwithhighpowerandhighbeamquality.Itsgeometryofpartiallyendpumpingcouldprovidegoodoverlapbe

6、tweenpumpandlasermode.Thethermaleffectwouldbeeffectivelyreducedforthelargecoolingfacesofslabandtheoutputbeamhashighbeamqualityinbothdirectionsasaresultofhybridresonator.Inthisthesis,someworksonthelaserpropertiesofNd:YVO4andNd:GdVO4havebeendonebasedonInnoslablaser.Themaincontentscanbeoutlinedasfollo

7、ws:3+1.AbriefintroductiontoDPSSLhasbeenmade.ThecharacteristicsofNdlasercrystalsandthetechniqueofPartially-end-pumpweredescribedindetails.Accordingtotheclassicalfour-levelrateequation,laseroutputpowerandslop