高重频高效率2.1μm ktp光参量振荡器研究

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1、学号：S13010075硕士学位论文高重频高效率2.1μmKTP光参量振荡器研究研究生姓名：王彬学科、专业：物理电子学二○一六年三月分类号：密级：可公开UDC：编号：高重频高效率2.1μmKTP光参量振荡器研究RESEARCHONHIGHREPETITIONRATEHIGHEFFICIENCY2.1μMKTPOPTICALPARAMETRICOSCILLATOR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：物理电子学（077401）研究方向：激光技术与光电子技术申请学位级别：硕士指导教师：金光勇研究生：王彬论文起止时间：2014.11-2015.12长春理工大学硕士学位论文

2、原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，《高重频高效率2.1μmKTP光参量振荡器研究》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

3、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2μm激光器在激光医疗、激光雷达、光电对抗等领域都有着广泛的应用，所以本论文对着重对2.1μm光参量振荡器展开研究。本论文设计了一台采用1.06μm泵浦主振荡功率放大器泵浦键合KTP晶体的高重频高效率的2.1μm光参量振荡器。论文首先从三波耦合方程入手，研究了单谐振与双谐振光参量振荡器的增益、阈值及转换效率，为光参量振荡器的设计提供了必要的理论依据。从理论方面分别对1.06μm泵浦主功率

4、放大激光器的结构设计，对非线性晶体KTP的尺寸、切割角的设计，选定了尺寸为36640mm的II类相位匹配，在x-z平面上切割，切割角为52.3°，键合KTP晶体，并且对KTP-OPO的运转方式，腔型结构进行了设计并搭建实验平台进行进一步研究。在重复频率为50kHz时，采用二级放大的纵向泵浦主振荡功率放大器结构，实现22了38.6W1064nm激光，输出脉宽为8.74ns，光束质量为M1.236,M1.208。最后，XY采用30W的1064nm激光泵浦键合KTP晶体，实现了3.99W2.1μm激光输出，激光波长为2128nm，脉宽为10.79ns，1064nm-2.1μm光-光转化效率为

5、13.4%，光束质量为22M3.99,M4.17。XY关键词：纵向泵浦主振荡功率放大器KTP光参量振荡器2.1μm激光ABSTRACTThewavelengthof2μmhaveawiderangeofapplicationsinmanyareas，suchaslasermedicaltreatment,laserradar,optoelectronicsconfrontation.Therefore,inthispaperfocuseson2.1μmOPOresearch.ThispaperdesignedaKTP-OPOwhichuseaa1.06μmmasteroscillatorp

6、oweramplifierpumpedbondedKTPcrystaltogethighrepetitionrateof2.1μmhigh-efficiencyopticalparametricoscillator.First,thetheoryconductedwiththreewavescoupledequationsanalysis,analysisedofsingleanddoubleresonanceresonantopticalparametricoscillatorgain,thethresholdlevelconversionefficiency,thedesignofopti

7、calparametricoscillatorprovidesthenecessarytheoreticalbasis.Inexperimental,Wedesignedtheend-pumpedmasteroscillatorpoweramplifierstructureanddesignedthesizeofthenonlinearKTPcrystal,designedcuttingangle