脉冲LD端面抽运单掺铥激光器瞬态热效应研究.pdf

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1、分类号：UDC：密级：亘公珏编号：——脉冲I_D端面抽运单掺铥激光器瞬态热效应研究STUDYONTRANSIENTTHERMALEFFECTINPULSEDLASERDIoDEENDPUMPEDTM3+DoPEDLASER学位授予单位及代码：筮查理王太堂(!Q!墨鱼2学科专业名称及代码：迸堂(QZQ2QZ2研究方向：邀光物理当堑型邀光墨申请学位级别：亟±论文起止时间：麴12．1蝴013．12ⅢⅧ㈣川㈣㈣圳川川圳If长春理工大学硕士学位论文原创性声明Y2529898本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，《脉冲LD端面抽运单掺铥激光器瞬

2、态热效应研究》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，均己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：』啦盟年三月旦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论文的

3、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：墨舡聊签名么勉醴年立月坐日址年—生月丛日摘要脉冲LD端面抽运的单掺铥激光器输出波长在29m附近，处于人眼安全波段，可作为激光成像雷达、多普勒相干测风雷达和测量地球大气浓度和温度变化的差分吸收雷达的激光光源。但由于单掺铥晶体的增益截面较小，上能级寿命较长，且2pm波段覆盖了水分子和C02的吸收峰，导致激光器产生的热效应严重，使得单掺铥激光器输出的光束质量差、

4、功率低、稳定性较差，制约了激光器的发展。本文从热传导理论入手，建立脉冲LD端面抽运单掺铥激光器瞬态热传导方程，模拟研究脉冲LD端面抽运单掺铥晶体瞬态热效应，给出晶体参数、激光器运转方式等对单掺铥晶体内部瞬态热效应的影响，掌握脉冲LD端面抽运单掺铥晶体内热效应的变化规律。主要研究内容如下：(1)结合脉冲LD端面抽运键合Tm：YAG棒的实际工作情况，利用积分变换法和分离变量法求解二维瞬态热传导方程，得到晶体棒内瞬态温度分布表达式，由温度梯度引起的热致光程差推得时变热焦距表达式。(2)基于Matlab软件，对脉冲LD端面抽运键合Tm：Y

5、AG棒瞬态温度分布和时变热焦距进行模拟分析。(3)定量模拟分析晶体参数、激光器运转方式对脉冲LD端面抽运键合Tm：YAG棒瞬态温度分布和时变热焦距的影响。(4)实验测量脉冲LD端面抽运键合Tm：YAG棒热透镜焦距，和理论模拟进行对比，从而验证理论模拟的正确性。关键词：Tm：YAG脉冲LD端面抽运瞬态热效应2pmABSTRACTTheemissionofpulsedlaserdiodeendpumpedthuliumdopedlaserliesin2txmwhichisintheeye-safespectralregion．Thul

6、iumdopedlaserplaysanimportantroleinlaserradar,laserrangingandlasermedicaltreatment．However,thuliumdopedcrystalhasasmallstimulated-emissioncrosssectionandtheoutputwavelength219ncoverstheabsorptionpeakofH20andC02．Thesepropertiesleadtoseverethermaleffect，thenthebeamquali

7、ty,outputpower,repetitionfrequencyareseriouslyrestricted．Bystudyingthetheoryofheatconduction，weestablishthetransientheatconductionequationinpulsedLDendpumpedthuliumdopedlaser,andsimulatethetransientthermaleffect．Andtheeffectsofcrystalparametersandthelaseroperationmode

8、onthetransientthermaleffectinthuliumdopedlaseraresimulated．WeCangraspthechangelawsoftransientthermaleffectinpulsedLDendpumpe