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激光电视及其关键技术

电视技术 2005年第10期29卷 51-53页

作者：高雪松余小敏北京理工大学信息科学技术学院北京100081 亚洲光学集团(杭州)科技开发有限公司浙江杭州310012

介绍了激光电视的原理,阐述了利用全固态激光器产生红、绿、蓝激光的技术途径,分析了激光电视的市场前景与发展方向。

关键词：激光电视 LD泵浦全固态激光器端面泵浦侧面泵浦

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激光与光电子学进展 1990年第8期 38-48+37页

如果学会会员追认理事会批准的更名建议,美国光学学会将在纪念其诞生75周年时,更名为光学与光子学学会。这一建议是学会长期规划委员会一致提出的。基于理事会89年10月21日的决议,《光学新闻》也将更名为《光学与光子学新闻》,从1990年... 详细信息

如果学会会员追认理事会批准的更名建议,美国光学学会将在纪念其诞生75周年时,更名为光学与光子学学会。这一建议是学会长期规划委员会一致提出的。基于理事会89年10月21日的决议,《光学新闻》也将更名为《光学与光子学新闻》,从1990年第1期执行。学会主席 H.Kogeluik 在11月1日写给学会过去的办事人员与理事会成员的一封信中,详述了提出建议与理事会迅速确定的过程。他说。"该委员会对更名一事进行了几个月的慎重研究,最后一致决议,更名显然对学会有利。……最后理事会讨论了这一建议,并以压倒多数(15:2)批准更名。"Kogelnik 承认,理事会对这一建议的最初反应是吃惊与怀疑。但经过仔细研究后,以压倒多数决定"采取

关键词：激光器美元光激射器电子器件本位币激光波长锁模技术被动锁模半导体激光器激光二极管大功率半导体激光光折变晶体激光功率光纤传输莱塞光束激光束端面泵浦激光振荡摇摆器基横模光盘成批生产批量生产

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LD泵浦全固态调Q激光特性理论与实验研究

LD泵浦全固态调Q激光特性理论与实验研究

作者：于果蕾山东师范大学

学位级别：硕士

高功率激光二极管泵浦固体激光器是近年来国际上发展最快、最有发展潜力的新型激光器之一。具有寿命长、结构紧凑、工作稳定、高效率等优点,目前已成为国际上新型固体激光器的研究和发展热点。这种激光器由于采用了窄光谱的半导体激光... 详细信息

高功率激光二极管泵浦固体激光器是近年来国际上发展最快、最有发展潜力的新型激光器之一。具有寿命长、结构紧凑、工作稳定、高效率等优点,目前已成为国际上新型固体激光器的研究和发展热点。这种激光器由于采用了窄光谱的半导体激光器代替了传统的氪灯或氙灯作为泵浦源,大大提高了系统的效率和可靠性,改善了光束质量,被称为激光史上的一次革命。随着大功率半导体激光器技术的不断完善和发展,高功率二极管泵浦固体激光器已经成为国内外学者的研究热点,这些研究主要集中在如何有效地提高激光输出功率和改善激光光束质量方面。Cr:YAG晶体是1988年出现的一种新型的近红外宽带可调谐固体激光材料,它的发射谱位于1.3.6μm,处于人眼的安全波段和光纤的零色散、零损耗区内,利用Cr:YAG作为增益介质,已先后实现了连续、脉冲泵浦下的调Q、被动锁模、自锁模运转。因此Cr:YAG晶体在远距离传感、光通信、光谱学、医疗、激光技术等领域有着广泛的应用前景,成为近年来研究的热点。本论文采用光纤耦合输出的激光二极管做泵浦源,用Nd:YVO、Nd:YVO/YVO键合晶体作激光物质,分别研究了饱和吸收体Cr:YAG、GaAs被动调Q激光的脉冲输出特性以及脉宽特性,并运用速率方程对以上调Q激光的运转特性进行了理论分析。论文的主要工作包括: 实现了LD泵浦Nd:YVO/YVO键合晶体、Cr:YAG被动调Q1064nm激光运转,测量了不同Cr:YAG小信号透过率、不同透过率输出镜以及不同泵浦功率下的单脉冲能量、峰值功率、脉冲宽度和重复频率。从理论上,考虑腔内光子数密度的横向分布与纵向分布以及激活粒子反转离子束密度,饱和吸收体基态粒子数密度和泵浦的横向空间分布,给出了描述调Q激光运转特性的速率方程新模型,通过数值求解,对实验结果进行了理论拟合。利用Nd:YVO/YVO键合晶体作为激光晶体,以透射式LT-GaAs为锁模器件,对其调Q锁模特性进行实验研究。实现了100%调Q锁模。全面系统记录并分析了演化过程中的各个阶段,获得最大平均输出功率2.2,光光转换效率15.7%的调Q锁模脉冲。介绍了透射式被动锁模器件LT-InGaAs基本结构,利用Nd:YVO/YVO键合晶体作为激光晶体,对其锁模特性进行实验研究。得到理想实验结果:激光器调Q的运转阈值为2 W;当泵浦功率为3.1 W时,激光器出现调Q锁模行为;当泵浦功率为5.6 W时,调Q锁模深度达到100%,对应的脉冲包络重复频率为62.5 kHz,半峰全宽为600 ns;增大泵浦功率至6 W时,实现稳定的连续锁模激光输出,单脉冲半峰全宽为5.1 ps,脉冲重复频率113 MHz。在泵浦功率为12 W时,激光器平均输出功率2.29 W,光光转换效率为19.1%。利用单端输出SBR被动锁模Nd:YVO/ YVO激光器,弥补了传统激光器双光束输出的缺点。实验中得到稳定的1064 nm连续锁模激光输出,采用透射率为24%的耦合输出镜,在注入功率为26W时,得到9.6W的平均输出功率,光光转换效率为36.9%。研究了激光二极管(LD)端面高功率偏心泵浦矩形截面激光晶体引起的热效应.提出偏心泵浦矩形截面偏心度(ERS)的定义.通过对周边恒温冷却Nd:YVO激光晶体泊松热传导方程的求解,得出了偏心度对晶体内部温度场的影响,以及温度梯度场的分布。研究表明,与中心泵相比,偏心泵浦时,激光晶体端面的最高温度随之移动并有所降低,但温度梯度最高值升高,热畸变严重。

关键词：全固态激光器调Q锁模 Nd:YVO4/YVO4键合晶体 Cr4+:YAG LT-GaAs 泊松方程端面泵浦矩形截面偏心度(ERS) 温度梯度

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LD泵浦全固态电光调Q绿光激光器的研究

LD泵浦全固态电光调Q绿光激光器的研究

作者：王良甚西北大学

学位级别：硕士

LD泵浦的全固态固体激光器（DPSSL）具有效率高、寿命长、全固化、结构紧凑和工作稳定等优点，在材料加工、军事、医疗、科研等领域得到了广泛的应用，已经成为了国际上新型固体激光器的发展热点。以四能级系统为模型，从... 详细信息

LD泵浦的全固态固体激光器（DPSSL）具有效率高、寿命长、全固化、结构紧凑和工作稳定等优点，在材料加工、军事、医疗、科研等领域得到了广泛的应用，已经成为了国际上新型固体激光器的发展热点。以四能级系统为模型，从速率方程出发，研究了端面泵浦情况下泵浦光与振荡光的场分布函数;然后，对非线性光学效应特别是二次谐波及相位匹配理论进行了简要的介绍，并对电光调Q技术进行了深入地探讨和研究。介绍了选取端面泵浦方式进行泵浦、Nd：YAG作为激光晶体、KTP作为倍频晶体进行本实验的原因，立足于激光器的小型化和产品化考虑，基于谐振腔的像散补偿和热稳定性的设计思想，成功研制了一台高重复率电光调Q全固态绿光激光器。实验中我们采用连续波LD端面泵浦Nd：YAG晶体，选用以KD*P为电光晶体的电光调Q开关，在输入电流为24A（此时的泵浦功率约为17W）、重复率为1KHz时，获得了0.278W的1064nm的基频光输出，单脉冲能量为0.28mJ，脉宽16ns，峰值功率高达1.7×10~7W;采用Ⅱ类相位匹配KTP晶体进行腔内倍频，在输入电流为24A（此时的泵浦功率约为17W）、重复率为1KHz时，获得了45mW的532nm的倍频绿光输出，单脉冲能量为45μJ，脉宽约16ns。

关键词： DPSSL 电光调Q 端面泵浦腔内倍频重复率绿光激光器

二极管泵浦Nd:YVO4固体激光器谐振腔及耦合系统的研究

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二极管泵浦Nd:YVO4固体激光器谐振腔及耦合系统的研究

作者：李斌华中科技大学

学位级别：硕士

二极管泵浦的第二代固体激光器在能量转换率、稳定性、使用寿命、体积以及光束质量等方面均有明显优势，并已经在通信、医疗、科研、材料加工等行业得到了广泛应用与好评，市场前景依旧广阔。为了降低光束发散角，本论文从激光器四能级... 详细信息

二极管泵浦的第二代固体激光器在能量转换率、稳定性、使用寿命、体积以及光束质量等方面均有明显优势，并已经在通信、医疗、科研、材料加工等行业得到了广泛应用与好评，市场前景依旧广阔。为了降低光束发散角，本论文从激光器四能级理论出发，针对端面泵浦固体激光器的谐振腔与耦合系统的设计进行了研究。本论文主要的工作与内容要点如下： (1)分析比较了二极管泵浦固体激光器的侧面泵浦与端面泵浦两种泵浦方式的优缺点以及应用场合，总结比较了多种泵浦光耦合系统，最后介绍了固体激光器的应用领域以及研究意义。 (2)从激光器四能级理论出发，较深入地研究了泵浦光斑与振荡光斑大小、晶体长度、耦合透过率等因素对二极管端面泵浦固体激光器的输入输出特性的影响，简单研究了激光晶体的热透镜效应，最后对激光器的输出特性以及激光晶体的热透镜焦距进行了数值计算模拟与简要分析。 (3)设计了一种准直聚焦泵浦光耦合系统。使用平凸透镜构成组合式耦合系统，通过实验观察发现泵浦光斑形状规则，大小符合设计要求，记录实验数据求得泵浦光的耦合效率为91.5%，达到了设计效果。 (4)对谐振腔理论进行了深入的研究，设计出一种大曲率半径、长腔长的平凹谐振腔，并通过实验验证了谐振腔的稳定性。在激光泵浦功率为12.01W时，连续激光输出功率为3.502W，光-光转化效率为30%，斜效率为50%，光束发散角约为2.2mrad。

关键词：固体激光器端面泵浦 Nd:YVO4耦合系统平凹谐振腔

LD连续抽运全固态双被动调Q激光器激光特性研究

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LD连续抽运全固态双被动调Q激光器激光特性研究

作者：任清华长春理工大学

学位级别：硕士

LD端面抽运全固态双被动调Q激光器可以产生波形对称的纳秒级脉冲输出,且具有结构简单、性能稳定以及容易操作等优点,既节省了成本又可实现激光器的小型化。所以,全固态双被动调Q激光器在遥感测距、激光通信、军工等领域有着广泛的应用... 详细信息

LD端面抽运全固态双被动调Q激光器可以产生波形对称的纳秒级脉冲输出,且具有结构简单、性能稳定以及容易操作等优点,既节省了成本又可实现激光器的小型化。所以,全固态双被动调Q激光器在遥感测距、激光通信、军工等领域有着广泛的应用前景。本论文主要内容如下：1.给出了Cr4+:YAG被动调Q, GaAs被动调Q和Cr4+:YAG—GaAs双被动调Q激光器的速率方程。并对以上方程进行归一化处理,运用归一化的速率方程对上述激光器运转过程进行分析。2.从斜效率、热效应等方面对直接抽运和间接抽运在理论上进行对比,为实验选择泵浦源提供了理论参考。3.运用数值法求解归一化的速率方程,模拟Cr4+:YAG被动调Q激光器和Cr4+:YAG—GaAs双被动调Q激光器的输出特性(脉冲、重频、平均输出功率)随Cr4+:YAG小信号透过率的变化。4.实验测量Cr4+:YAG被动调Q激光器的输出特性,并与理论性进行比对,验证理论模拟。

关键词： Nd:YVO4 双调Q 被动调Q 端面泵浦

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二极管泵浦的板条激光放大器增益特性研究

二极管泵浦的板条激光放大器增益特性研究

作者：吕昊鹏西南交通大学

学位级别：硕士

随着激光二极管技术的发展,以及制作成本的降低,在固体激光系统中,激光二极管已经成为最具有影响力的泵浦源之一。并且在激光技术的快速发展与不断的研究中,二极管泵浦的板条激光放大器由于其具有比较高的峰值功率、系统的稳定性、紧凑... 详细信息

随着激光二极管技术的发展,以及制作成本的降低,在固体激光系统中,激光二极管已经成为最具有影响力的泵浦源之一。并且在激光技术的快速发展与不断的研究中,二极管泵浦的板条激光放大器由于其具有比较高的峰值功率、系统的稳定性、紧凑的结构以及比较好的输出光束质量和易于维护等许多的优点而广泛的应用于材料处理、工业加工、军事等多方面的领域中,因此,对板条激光放大器的研究有了重要的意义。本文主要围绕端面泵浦的板条激光放大器进行一系列的理论研究和模拟计算。主要内容包括： (1)通过分析四能级结构而计算出各个能级在稳态情况下的粒子数,并且计算出了反转粒子数、小信号增益的大小,计算结果表明：在板条长度的方向上,反转粒子数呈逐渐减小的趋势,小信号增益系数与反转粒子数的变化情况一致。 (2)运用几何光学的方法,分析了板条介质中填充因子的变化情况,模拟计算了信号光的入射角度、板条端面的切角以及系数K对填充因子的影响,模拟结果说明：填充因子并不是随着信号光入射角度的增大而增大,填充因子随着板条端面切角的增大而减小,系数K越大,填充因子也就越大。 (3)建立了“之”字型板条激光放大器的物理理论模型,根据光束分割和板条切割法,在考虑单侧泵浦的条件下,利用Mat lab软件,将信号光束在板条中的单程和多程放大的过程进行模拟计算,得到了信号在二维板条空间中的分布,结论说明：多程放大比单程放大的输出功率要大。

关键词：板条放大器速率方程端面泵浦填充因子

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端泵DPL中热效应的空间分布研究

端泵DPL中热效应的空间分布研究

作者：樊陵西安电子科技大学

学位级别：硕士

本文以二极管泵浦固体激光器为研究对象,理论分析和实验研究了介质热透镜效应,得到以下主要结论:介质热效应包含了温度梯度、应力双折射和端面形变三个因素,其中温度梯度引起的热效应是主要因素,占了总热效应的80%以上;在二极管端面泵... 详细信息

本文以二极管泵浦固体激光器为研究对象,理论分析和实验研究了介质热透镜效应,得到以下主要结论:介质热效应包含了温度梯度、应力双折射和端面形变三个因素,其中温度梯度引起的热效应是主要因素,占了总热效应的80%以上;在二极管端面泵浦固体激光器中,晶体半径尺寸不影响介质的温度梯度和应力双折射产生的热透镜,但对端面形变透镜有影响,介质棒越粗,端面透镜效应越强;本文用有限元方法分析了在三种侧面冷却条件下以及侧面和端面同时冷却条件下的二极管泵浦激光器晶体中的热效应。侧面冷却时的本文考虑的三种情况分别是1,直接晶体在热沉中直接冷却;2,利用热沉冷却,并且热沉中含有水循环的条件下冷却;3,用半导体在热沉的侧面进行冷却。本文中考虑的端面冷却是在侧面冷却条件下再利用复合晶体削弱晶体端面处的热效应。本文利用有限元法用计算机模拟了不同水流速度,不同泵浦功率等不同条件下的ND:YAG晶体中的热分布。文中讨论了不同的减少二极管泵浦固体激光器热效应的方法,包括采用ND:YAG和YAG的复合晶体以改善晶体本身的热分布,并用计算机模拟出了复合晶体的热分布和热应力,复合晶体不仅能改善介质的端面散热问题,同时保护介质端面的薄膜;在谐振腔中利用透镜以补偿晶体的热透镜效应;利用对热焦距变化不敏感的凹凸谐振腔和望远镜谐振腔以防止热透镜效应的扰动。

关键词：二极管泵浦固体激光器端面泵浦热透镜

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高功率二极管端泵浦板条激光放大特性研究

高功率二极管端泵浦板条激光放大特性研究

作者：陈月健电子科技大学

学位级别：硕士

二极管端泵浦的板条激光器作为固体激光器领域非常重要的一支，在国防，工业，医疗和科学研究等方面有着广泛的应用。因在高功率激光方面有着较为突出的优势,板条激光器成为了当前国内外研究的热点，如何得到较高的输出功率而且光束质... 详细信息

二极管端泵浦的板条激光器作为固体激光器领域非常重要的一支，在国防，工业，医疗和科学研究等方面有着广泛的应用。因在高功率激光方面有着较为突出的优势,板条激光器成为了当前国内外研究的热点，如何得到较高的输出功率而且光束质量又好的激光是科研工作者一直追求的目标。因此，研究高功率二极管泵浦条件下，板条激光器放大特性有着非常重要的现实意义。本论文理论分析了Nd:YAG晶体作为板条激光器的增益介质良好的物理、机械特性和板条Zig-zag光路条件下稳定态放大的理论公式。运用几何光学的方法分析了板条的入射角选取，以避免随意角度入射出现的光束劈裂现象;给出了光束填充因子的定义，它是关系着输出功率的大小和提取效率的高低一个非常重要的参数，并计算了不同入射角度和切角条件下填充因子的变化关系。完成了表征着储能大小增益系数的理论分析，实验测得小信号增益系数，与理论计算的结果较为符合。对于激光放大器来说，增益模块是非常重要的组成部分之一，为了了解它性能的优劣，研究了高功率条件下增益模块的投射波前畸变。实验中采用夏克-哈特曼法来获取相位波前的信息，选取一块静态波前畸变PV值较小板条增益模块进行高功率下的实验研究。在泵浦光为5700W时，无信号激光注入时测试板条模块的透射波前畸变值为3.49μm，在注入信号激光为3120W时，透射波前畸变值为3.41μm。在高功率二极管端泵浦条件下，模拟了不同入射角度、不同注入功率密度和光束尺寸对输出功率的影响以及注入功率密度对能量提取效率的影响。根据理论的分析，搭建放大器的实验光路，选取了合适的入射角度和光束尺寸，进行了放大器的输出功率和激光波前畸变的测量。获得了注入8900W信号光放大后10810W激光输出和此时激光为3.37μm波前畸变值。功率稳定输出的时间持续67s，得到光束质量β平均值为9.06倍衍射极限。

关键词：板条激光器端面泵浦填充因子波前畸变