LD端面泵浦碱金属蒸气激光器模式匹配研究

	LD端面泵浦碱金属蒸气激光器模式匹配研究
	徐艳
学位类型	硕士
导师	谢冀江
	2014-11
学位授予单位	中国科学院大学
学位专业	光学工程
关键词	半导体泵浦碱金属蒸气激光器铯蒸气模式匹配阈值
摘要	高效高功率输出是激光器的一个重要发展方向，其在工业、国防科技、航空航天等众多领域中有着重要应用。碱金属蒸气激光器因其采用半导体激光泵浦、气相激光增益介质（碱金属蒸气）易流动、量子效率高等特点而被认为具备高效高功率输出的巨大潜力，且其输出波长位于大气窗口（0.7-1.1 μm），能够有效地对光电耦合器件形成响应和干扰，因而在军事领域有着尤其重要的应用价值。目前，国际上已获得最高输出功率达1 kW的铯蒸气激光输出，国内也对该类激光器开展了深入的理论和实验研究。其中，半导体泵浦光模与振荡激光模的模式匹配是该类激光器的一个重要研究内容，良好的模式匹配在降低激光器阈值、提高激光效率和输出功率方面具有极其重要的作用。而目前鲜有文献专门研究碱金属蒸气激光器中的模式匹配，因而本文针对该类激光器的模式匹配开展了动力学建模、理论分析、实验设计和分析等内容的研究。本文首先对碱金属蒸气激光器的工作条件进行了分析，介绍了该类激光器的关键技术，包括泵浦源线宽压窄技术、碱金属蒸汽吸收谱碰撞展宽、精细结构能级混合、泵浦结构和谐振腔。然后根据速率方程理论，通过引入泵浦光和振荡光光束参量建立了能够体现碱金属蒸气激光器模式匹配特性的理论模型，推出了模式匹配效率ηmode、阈值泵浦功率Pth以及斜效率ηslope，结果证明该模型能够反映这种激光器的模式匹配特性。进而，基于所建立的模型对端面泵浦铯蒸气激光器的模式匹配特性进行了详细分析，包括泵浦光聚焦光斑半径ωp0、聚焦位置zp、蒸气池长度l等参量对模式匹配效率ηmode、阈值泵浦功率Pth和斜效率ηslope的影响。最后，介绍了半导体端面泵浦铯蒸气激光器的实验装置，利用该实验平台对激光器的模式匹配特性进行了探索性研究，实验验证的主要参数包括泵浦聚焦光斑半径ωp0、聚焦位置zp、谐振腔长L和输出镜曲率半径R等，获得的实验结果为进一步优化设计碱金属蒸气激光器提供了借鉴和参考。
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.ciomp.ac.cn/handle/181722/44706
专题	中科院长春光机所知识产出
推荐引用方式 GB/T 7714	徐艳. LD端面泵浦碱金属蒸气激光器模式匹配研究[D]. 中国科学院大学,2014.

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徐艳.pdf（3054KB）			开放获取	ODC PDDL	请求全文