共振泵浦掺铥固体激光器的研究

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1、万方数据共振泵浦掺铥固体激光器的研究目录mm4㈣m洲IIillllllllllllllllllllllY2704182摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．】【Abstract⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2第一章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。31．12岬激光器概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．31．1．12岬激光器应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯31．1．2产生2岬激光器的方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

2、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯41．22岬掺铥激光器的研究动态⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．51．2．1掺铥固体激光器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯51．2．2掺铥光纤激光器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯81．3掺Tm激光器的泵浦方式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．101．4本论文的研究目标和主要内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．10第二章掺Tm固体激光器的泵浦源⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯122．1引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．122．2Er／Yb共掺光纤激光器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

3、⋯⋯⋯⋯132．2．1Er／Yb共掺光纤激光器实验装置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．132．2．2Er／Yb共掺光纤激光器的温度效应⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．142．2．3光纤弯曲损耗对光纤激光器的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯202．3共振泵浦Er：YAG激光器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．262．4总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．29第三章Tm：YAG激光器理论与实验研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯303．1Tm3+离子的能级结构及光谱特性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．303．1．1交叉弛豫过程⋯⋯⋯⋯

4、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯303．1．2能量转移上转换⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯313．1．3激发态吸收⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯313．1．4荧光谱和吸收谱⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯313．2掺Tm激光器的理论分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．333．2．13H6_÷3F4泵浦方案下的速率方程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯333．2．2解析解分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯353．3Tm：YAG激光器实验结果及分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．363．3．1实验装置介绍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

5、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯363．3．2Tm：YAG晶体激光器实验结果及分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯38复旦大学硕士学位论文／2012年万方数据共振泵浦掺铥固体激光器的研究目录3．3．3Tm：YAG晶体激光谐振腔的本征损耗⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯393．3．4Tm：YAG陶瓷激光器实验结果及分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯403．4结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．41第四章总结与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯42参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯43攻读硕士期间科

6、研成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯48j$e谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．49复旦大学硕士学位论文／2012年Ⅱ万方数据共振泵浦掺铥固体激光器的研究摘要2Ixm眼安全波段掺铥激光器在医学、激光雷达以及作为泵浦源产生3．5微米中红外激光输出等方面有着重要应用。通常，掺铥激光器利用800nnl波长的A1GaAs半导体激光器作为泵浦源，这种泵浦方式往往要求较高的铥离子浓度以获得高的泵浦效率。然而，高的离子掺杂浓度导致高的量子缺陷热分布密度，这不仅会降低激光的光束质量，而且也限制了功率的进一步提

7、升。本文采用共振泵浦方式，对掺铥固体激光技术和激光输出特性进行了理论分析和实验研究。实验中使用的泵浦源是自己搭建的Er／Yb共掺光纤激光器共振泵浦Er：YAG陶瓷激光器，输出波长为1617nlrl。用体布拉格光栅将Er／Yb光纤激光器的输出波长锁定在153211／11，通过理论分析温度效应和弯曲损耗对Er／Yb光纤激光器性能的影响，优化了光纤激光器的输出特性。利用准三能级激光模型，对Er：YAG激光的特性进行了分析，优化选择输出镜的透过率即可实现1617nnl波长的激光输出。在2¨m掺铥固体激光器方面，本文通过对速率方程做合理的近似，得到了输出功率和阈值的解析解