脉冲ld侧面泵浦棒状ndyag激光器的时变热效应研究

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1、学号：S13010015硕士学位论文脉冲LD侧面泵浦棒状Nd：YAG激光器的时变热效应研究研究生姓名：韩金樑学科、专业：光学二○一六年三月分类号：密级：可公开UDC：编号：脉冲LD侧面泵浦棒状Nd:YAG激光器的时变热效应研究STUDYONTHETIMEVARYINGTHERMALEFFECTSOFLDSIDE-PUMPEDNd:YAGRODPULSELASER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：韩金樑论文起止时间：20

2、13.10—2015.12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，《脉冲LD侧面泵浦棒状Nd:YAG激光器的时变热效应研究》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”，同意长春理工大学保留

3、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：年月日摘要激光二极管（LD）泵浦固体激光器有着小型化、高效率、波段范围覆盖广、使用寿命长、结构紧凑、能够进行直接进行调制等优点，在材料加工、光纤通信、医疗诊断以及军用方面等都有着广泛的应用。但是由于激光器热效应的存在，严重的影响了输出激光的光束

4、质量，限制激光器的发展。本论文以LD侧面泵浦棒状Nd:YAG脉冲激光器为例，基于热传导理论建立脉冲LD侧面泵浦Nd:YAG激光器时变热传导方程，通过Matlab软件模拟分析LD泵浦参数以及激光晶体参数对激光器热效应的影响，提出补偿热效应的方法并进行实验验证。主要研究内容如下：（1）建立热分析物理模型并通过Matlab软件进行分析，分别模拟得到泵浦源光强度、光束腰半径、晶体吸收系数、激光晶体半径、冷却水温度、晶体热物性参数以及LD泵浦源占空比等因素对于激光晶体截面中心温度分布的影响。（2）模拟分析了时变热致双折射效应所造成的相对光程差OPD的变化情

5、况，通过采用琼斯（Jones）矩阵的方法进行理论推导，证明了在谐振腔内加入双四分之一波片可以对热致双折射效应进行补偿。（3）为解决泵浦光分布均匀性问题以及系统冷却散热问题，选取合适的晶体参数和谐振腔结构，设计一台高能脉冲Nd:YAG激光器。搭建实验平台，采用双四分之一波片的补偿热效应方式，测量热效应补偿前后的激光输出能量以及激光光斑质量，对比实验结果，证明了该补偿方法的可行性。关键词：脉冲LD侧面泵浦Nd:YAG晶体时变热效应双四分之一波片ABSTRACTLDside-pumpedall-solid-statelaseriswidelyusedi

6、nmaterialsprocessing，opticalfibercommunications，medicine，militaryandsoon，becauseoftheirminiaturization，highefficiency，widewavelengthrange，longservicelife，compactstructure，directmodulationandotheradvantages．However，duetothelaserthermaleffects，theoutputbeamqualityoflaserhasbeen

7、severeimpactedandlimitedthedevelopmentofthelaser.ForLDside-pumpedNd:YAGrodpulselaser，weestablishedheatconductionequationwithtimevaryingofLDside-pumpedNd：YAGlaserbasingontheheatconductiontheory，andanalyzedtheinfluenceofLDpumpparametersaswellaslasercrystalparametersonlasertherm

8、aleffectsbymeansofMatlabsoftware．Themethodforcompensatingthethermale