高功率、高光束质量泵浦某振荡功率放大器

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1、高功率、高光束质量泵浦某振荡功率放大器----毕业范文论文-->第1章绪论1.1课题背景固体激光器中的热效应一直是激光技术研究中的一个重要课题，特别是在高功率泵浦的情况下，由于光泵浦使得增益介质中留存了大量的废热，无法完全通过冷却技术及时扩散掉而形成了严重的热效应，如热透镜效应、热致茨折射效应以及热致畸变等等，大大降低了系统的输出性能。为了进一步获得更高功率、高光束质量的激光输出，主振荡功率放大器是一种有效的方法。结构使用小功率、高光束质量的种子激光，经过多级放大器逐级放大实现了功率的炉展。其优势在于主振荡器不需要太高的功率，只需要提供由种子激光器提供麵谱、脉冲特性，例如可以实现窄脉宽

2、、单纵模等的激光输出；激光放大器只用来实现功率展，同时倮持激光的其他特性不变。然而不幸的是，当放大器中的泵浦功率提高到一定程度后，放大器中的激光晶体会出现各种高阶的像差，例如球差、高阶象散、畸变等。这些像差会导致通过放大器的激光波前产生显著的畸变，而波前的畸变会造成光束质量的极大恶化。在这些高阶像差中，球差效应对光束质量的影响尤为严重，是放大过程中获得高光束质量激光的一个很大障碍。1.2二极管泵浦高功率、高亮度激光主振荡功率放大器的发展概况目前常见的棒状增益介质形态主要有长方体和圆柱体两种，泵浦方式主要有侧面泵浦和端面泵浦两种。使用侧面泵浦技术的圆柱形棒状系统可以方便地获得高功率激光输

3、出，然而在以往的研究中，这种方案较难控制放大后的光束质量恶化，即使采取各种像差补偿措施，仍然难以获得近基模的激光输出。使用端面泵浦技术的长方体形棒状系统由于容易控制放大级中的泵浦光分布，容易实现种子光和放大级的模式耦合，有利于获得高光束质量的激光输出，然而受限于晶体尺寸和果浦功率强度，不能得到太高的最终输出功率。............第2章激光晶体的热效应2.1引言固体激光器中的热效应是激光技术研究中的重要课题之。特别是，当高功率泵浦的条件下热效应的影响尤为显著，高平均功率和高亮度一直是固体激光器发展的一对矛盾。当只考虑激光晶体内部折射率随径向变化的一级近似的情况，而忽略了热导率和热

4、光系数等参数随温度的变化时，激光晶体可以认为是一个理想的热透镜。而在考虑了热导率和热光系数等参数随温度的变化，以及果浦分布的不均句性时，激光晶体内部折射率随径向的变化会出现高次项系数，使得晶体产生了球差等各种高阶像差。在侧面泵浦棒状激光器的热效应分析中，主要从以下三个方面进行考虑：热透镜效应，热致双焦效应和热致双折射退偏效应，以及热透镜效应。本章对这几点进行详细介绍。2.2侧面泵浦Nd：YAG晶体的温度分布和折射率分布由于增益介质对径向偏振光和切向偏振光表现出不同的折射率，所以就产生了双折射效应，只是这种双折射效应不同于普通的双折射效应。普通的双折射效应是对方向和方向的偏振光具有不同的

5、折射率，而应力双折射效应则是对径向和切向的偏振光具有不同的折射率。具体来说，一束经过准直的线性偏振光经过普通的双折射晶体后并不会发生退偏，只是由线性偏振变成了椭圆偏振一般情况，而经过具有应力双折射效应的增益介质以后，径向和切向偏振光的相对相位差随径向坐标的变化关系为第3章球差的自补偿理论...............233.1引言........................233.2光束质量的分解.....................23第4章高光束质量的侧面泵浦MOPA系统.......................324.1引言......................

6、324.2高光束质量的激光振荡器......................32第5章总结和展望......................515.1工作总结................515.2论文创新点......................51第4章高光束质量的侧面泵浦MOPA系统4.1引言主振荡功率放大器是固体激光领域获得大功率激光的有效方法。然而，在强泵浦条件下，增益介质的热透镜不再是一个完美的透镜而是伴随着很强的球差效应。热透镜的球差效应导致光束质量随着功率的增加而严重恶化。在上一章中，我们在理论上提出了应用球差自补偿效应补偿放大级中球差效应的方法。接下来，我们做了

7、大量的实验工作对这一方法的可行性进行了充分验证。4.2高光束质量的激光振荡器在MOPA系统中，主振荡器决定了输出激光的波长、脉宽、重复频率等性能，因而对整个系统最终的输出光束特性有很大的决定作用。在本文振荡器的设计中，我们首先对所使用的侧面泵浦模块的性能进行了测量，分别测量了其多模输出功率和不同泵浦功率下的热透镜焦距。其次，应用前文的理论分析，我们采用双棒串接外加°石英旋光器和系统的方法对侧面栗浦的模块进行了热致退偏效应的补偿，以便于在谐振腔中