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本论文首先对激光二极管(LD)端面泵浦的946nm Nd:YAG连续激光器进行了理论和实验研究;在其基础上,利用LBO内腔倍频技术获得了473nm蓝光输出。LD泵浦的全固化蓝色激光器具有波长短、结构紧凑、效率高、运转可靠等一系列优点,在民用领域、军事领域、光纤通信、探测器、数据存储、光学阅读、激光高速印刷等领域有广泛应用。本文第一章介绍了多种产生蓝光的方法,目前比较普遍的是采用对Nd3+离子的准三能级激光的倍频以实现473nm蓝光激光输出,本论文着重讨论此类激光器。本文的第二章从准三能级系统的速率方程出发,推导出了946nm谱线激光上下能级间的粒子数反转表达式,进而写出了准三能级系统的阈值公式和斜效率公式;第三章从理论上分析了端面泵浦状态下激光热效应的问题,提出了测量热透镜焦距的方法和解决热效应的途径。利用传输矩阵法和等效g参数法分别计算了线性谐振腔和三镜折叠腔的各个参数;第四章对实验的整体方案进行了分析设计,对激光介质,倍频晶体,LD泵浦源及其耦合系统,光学器件的镀膜等诸多问题进行了分析解决;第五章是实验部分,采用Nd:YAG棒作为工作物质,利用线性谐振腔结构,采用对946nm T=5%的输出镜,在泵浦功率为24W时,测得946nm最高5.11W输出,不稳定性小于2%,阈值为1.4W,光-光转换效率达21.3%。同样采用简单的线性谐振腔结构,与946nm实验相同的Nd:YAG晶体,室温下切割的Ι类相位匹配LBO晶体内腔倍频,在11W的泵浦功率下,得到了982mW的473nm蓝光连续输出,测得阈值仅为0.7W,光-光转换效率大于8.9%。在利用等价g参数法计算三镜折叠腔的各项参数的基础上,通过计算机模拟其两个分臂上的光腰随热透镜焦距变化而改变的情况,优化谐振腔参数,设计出热不灵敏稳定腔结构,对即将进行的实验起到了有益的理论指导作用。综上所述,存在以下创新之处:采用普通的Nd:YAG棒作为工作物质,利用简单易调整的线性谐振腔结构,优化致冷方案,最终在泵浦功率为24W,测得946nm最高5.11W输出,不稳定性小于2%,阈值为1.4W,光-光转换效率达21.3%,在国内处于领先水平。同样采用简单的线性谐振腔结构,与946nm实验相同的Nd:YAG晶体,室温下切割的Ι类相位匹配LBO晶体内腔倍频,在11W的泵浦功率下,得到了982mW的473nm蓝光连续输出,测得阈值为0.7W,光-光转换效率大于8.9%。

关键词： LD端面泵浦蓝光激光器准三能级系统线性直腔三镜折叠腔 946nm Nd:YAG激光器 LBO晶体

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LD端面泵浦全固体高功率457nm脉冲激光器的研究

LD端面泵浦全固体高功率457nm脉冲激光器的研究

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作者：田东贺长春理工大学

学位级别：硕士

由于LD抽运的全固体激光器输出的深蓝色激光颜色更加饱满、波长更短、能量更大等优点在诸多领域的应用中倍受青睐。本人开展了采用LD抽运Nd:YVO4晶体进行腔内声光调Q和LBO晶体倍频的研究,成功实现了457nm脉冲蓝光输出。本文通过分析和... 详细信息

由于LD抽运的全固体激光器输出的深蓝色激光颜色更加饱满、波长更短、能量更大等优点在诸多领域的应用中倍受青睐。本人开展了采用LD抽运Nd:YVO4晶体进行腔内声光调Q和LBO晶体倍频的研究,成功实现了457nm脉冲蓝光输出。本文通过分析和模拟计算准三能级系统的阈值功率、斜效率和腔内声光调Q脉冲激光器的单脉冲能量、脉冲宽度、峰值功率等输出激光的性能,得到了输出激光性能随泵浦功率和重复频率的变化关系。我们从几何光学的观点出发,推导出了三镜折叠谐振腔的稳定性条件。利用MATLAB软件编程优化设计了谐振腔各参数。搭建了三镜折叠腔脉冲蓝光激光实验系统。当抽运功率为30W,重复频率为20kHz时,测得最高平均功率1.3W,1h内最大不稳定性小于2%,M2因子小于2.513,单脉冲能量为65μJ,光-光转换效率达4.3%。

关键词：深蓝激光器准三能级声光调Q LBO晶体三镜折叠腔

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全固态高效率473nm蓝光激光器

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长春理工大学学报（自然科学版） 2009年第2期32卷 348-351页

作者：李玉文李斌王靖田魏艳玲吉林工程技术师范学院基础科学系长春130052 长春光学精密机械与物理研究所长春130012 长春理工大学理学院长春130022

利用LD泵浦Nd:YAG/LBO,三镜折叠腔结构,实现了高效的瓦级蓝光输出。通过对系统的优化,当注入功率为12.3W时,473nm蓝光激光的输出功率为1.3W,光-光转换率达10.6%,并且对激光器输出功率的稳定性进行了分析和讨论。

关键词： LD泵浦 Nd:YAG/LBO 三镜折叠腔蓝光激光

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