ld端面泵浦tm hoylf激光器的光学双稳特性分析

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1、LD端面泵浦Tm，Ho：YLF激光器的光学双稳特性研究摘要激光二极管泵浦的21am固体激光器具有人眼安全、大气穿透性好、效率高等优点，在工业、医疗、军事等领域都得到了广泛的应用。光学双稳器件由于其在高速光通信、光学图像处理、光存储、以及光学逻辑元件等方面的潜在应用价值引起了人们极大的关注。因此，研究二极管泵浦固体激光器的光学双稳特性在激光与非线性光学技术领域具有重要的意义。Tm，Ho：YLF激光器的29m激光双稳输出现象已在实验中观察到，但是光学双稳态的形成机理尚未得到充分的理论研究。本文在详细分析Tm，Ho：YLF激光晶体粒子跃迁过程和泵浦光传输特性的基础

2、上，提出了Tm，Ho：YLF激光器的自饱和吸收光学双稳机制，阐明了Tm，Ho：YLF激光器光学双稳态的形成过程和物理机理。自饱和吸收双稳机制来源于激光系统的准三能级特性及其所导致的基态重吸收，是一种全光式的双稳输出机制。本文分析了Tm，Ho：YLF激光器的稳态双稳输出特性。基于Tm，Ho：YLF激光器的自饱和吸收光学双稳形成机制，建立了Tm，Ho：YLF激光器的耦合能级双稳速率方程模型。通过对双稳速率方程模型进行数值模拟，得了到激光器的稳态双稳输出特性。详细研究了能量传递上转换以及Tm，Ho：YLF激光器重要参数对双稳跳变阈值、跳变功率和双稳区宽度的影响，所

3、研究的参数包括输出镜透过率、谐振腔长、Ho”离子掺杂浓度、晶体温度以及谐振腔损耗。本文建立了Tm，Ho：YLF激光器的动态双稳速率方程模型。通过对动态双稳理论模型进行数值分析，研究了Tm，Ho：YLF激光器的动态双稳操作过程，进一步阐明了激光器光学双稳态的物理机理。通过对Tm，Ho：YLF激光器动态双稳操作的数值分析，给出了双稳操作的重要时间特性，包括双稳开启延迟时间和双稳转换时间。得到了双稳操作触发脉冲对激光器双稳输出时间特性的影响。关键词：Tm，Ho：YLF激光器；光学双稳；基态重吸收哈尔滨工程大学硕士学位论文AbstractLD-pumped2p．ms

4、olidlasersarewildlyusedinindustry,medicaltreatmentandmilitaryforitsvariousadvantagessuchaseye—safety,goodatmospherepenetrationandhighefficiency．Opticalbistabilitydeviceshaveattractedgreatattentionfortheirpotentialapplicationsinmanyareassuchashigh—speedopticalcommunication，opticalim

5、ageprocessing，opticalstorageandopdcallogicelements．Therefore，theresearchonopticalbistabilitycharacteristicsinLD-pumpedsolidlasersisofgreatsignificantintheareaofnordinearopticaltechnique．OpticalbistabilityoutputphenomenonofTm，Ho：YLF21xmlaserhasbeenobservedintheexperiment，buttheforma

6、tionmechanismoftheopticalbistabilityhasnotbeenwellresearchedtheoreticallyyet．Inthisdissertation，aself-saturableabsorptionmechanismfortheopticalbistabilityinTm，Ho：YLFlaserisproposedonthebasisofdetailedlyanalyzingtheparticletransitionprocessesandthepumplighttransmissioncharacteristic

7、intheTm．Ho：YLFlasercrystal．TheformationreasonandthephysicalmechanismofthebistabilityinTm，Ho：YLFlaserisexplained．Self-saturableabsorptionmechanismisanall—opticalbistabilitymechanism，whichisduetothequasi—three—levelpropertyandtheresultinggroundstatereabsorption(GSR)oftheTm，Ho：YLFlase

8、rsystem．Thesteadystatebist