一、高效率连续波Nd:FAP晶体激光器（论文文献综述）
马衍骏[1]（2019）在《掺Yb稀土钙氧硼酸盐晶体长波发射边带激光特性研究》文中进行了进一步梳理工作于1-?m近红外波段的Yb或Nd离子固态激光器,其发射波长通常位于1020-1070 nm的范围内。在自由运转条件下,能够在超过1080 nm的长波光谱区实现激光运转的Yb或Nd离子激光介质为数很少。Yb:YCa4O（BO3）3（Yb:YCOB）等掺Yb稀土钙氧硼酸盐晶体的发射谱除了主发射带外,还包括一个中心波长位于约1084nm的发射边带,使其可产生长波高功率激光输出。因此,研究掺Yb稀土钙氧硼酸盐晶体的长波发射边带激光特性有着重要实际意义。本工作中,我们较为系统地研究了Yb:YCOB单一晶体和Yb:YGdCOB(Yb0.14:Y0.77Gd0.09Ca4O（BO3）3)混晶的长波发射边带连续波激光特性以及晶体温度对激光性能的影响,实现了以二维MoTe2为可饱和吸收体的Yb:YCOB微片晶体激光器的被动调Q脉冲运转。通过抑制主发射带的高增益激光振荡,在长波发射边带内实现不同切向Yb:YCOB单一晶体和Yb:YGdCOB混晶的高效率连续波激光运转。由Z-切向Yb:YCOB晶体产生的线偏振（E//X）激光运转,其中心波长位于1084 nm,最大输出功率可达15.5 W,相应的光-光转换效率和斜率效率分别为44.4%和52%。而利用Z-切向Yb:YGdCOB混晶,可获得的输出功率达到16.2 W,光-光转换效率为50.3%,而斜率效率为58%。在自由运转方式下,由Z-切向Yb:YGdCOB混晶所产生的最大输出功率可提高至18.1 W,而光-光转换效率和斜率效率分别为60.0%和70%。实验研究表明,晶体温度升高会导致激光输出特性变差,但长波发射边带内的激光运转所受晶体温度影响的程度远小于主发射带激光运转。对于Yb:YCOB晶体的1084 nm发射边带激光运转,测得输出功率随晶体温度升高而下降的速率为0.006W/?C;而对于1023 nm主发射带激光运转,这一值高达0.028 W/?C。利用4 mm长的平行平面腔,实现了Yb:YCOB微片晶体激光器二维MoTe2被动调Q脉冲运转。当入射泵浦功率为5.0 W时,所产生的脉冲输出功率达到1.58 W,脉冲重复率为704 kHz,斜率效率为36%,相应的脉冲能量和峰值功率分别为2.25?J和40.8 W,而最短脉冲宽度为52 ns。这些实验结果,显示出Yb:YCOB等掺Yb稀土钙氧硼酸盐晶体在新型二维可饱和吸收体被动调Q激光器中的应用潜力。
於海武,段文涛,徐美健,蒋新颖[2]（2007）在《Yb激光材料综述》文中进行了进一步梳理比较了各种掺Yb激光材料的光谱学以及热学参数,分析了不同的掺Yb激光材料的各自用途。重点讨论了重复频率大能量纳秒级脉冲储能二极管抽运固体激光器（DPSSL）装置对Yb激光增益介质的需求。结果表明,Yb:YAG、Yb:S-FAP均是合适的储能型增益介质,表现出各自的特色。
窦晓丹[3]（2019）在《四方结构LuPO4和LuVO4晶体中Yb离子的激光特性研究》文中研究说明具有锆英石（ZrSiO4）结构的四方钒酸盐晶体,是三价镧系稀土激活离子的重要基质材料;而与之同晶型的四方正磷酸盐晶体,也有望成为这类激活离子的理想基质。在四方钒酸盐和磷酸盐晶体中,以LuVO4和LuPO4最适合用作Yb离子基质晶体。因此,研究四方结构LuVO4和LuPO4晶体中Yb离子的激光特性,具有重要的实际意义。本工作中,我们对Yb:LuVO4和Yb:LuPO4两种晶体的光谱学性质、泵浦光吸收行为、连续波激光特性及以Cr4+:YAG、GaAs、二维WS2等为可饱和吸收体的被动调Q脉冲激光特性开展了较为系统和深入的实验研究,取得了一系列有重要创新意义的研究成果。两种晶体的比较研究表明,Yb:LuVO4的?偏振吸收和受激发射截面的峰值约为Yb:LuPO4相应值的4倍,而Yb:LuPO4晶体对976-nm泵浦光的吸收更容易出现饱和。就激光性能而言,Yb:LuPO4晶体远比Yb:LuVO4更为优越。在Yb:LuPO4晶体的连续波激光运转中,由0.6 mm厚微片晶体产生的最大输出功率为3.30 W;而2 mm长微棒晶体（横向尺寸约0.7 mm）所产生的输出功率可达8.35 W。利用简单的平凹谐振腔,实现了Yb:LuVO4晶体以Cr4+:YAG为可饱和吸收体的被动调Q脉冲激光运转。在Cr4+:YAG初始透过率T0=99.3%的条件下,由稳定调Q所产生的最大输出功率为2.35 W,斜率效率为25%,相应的脉冲能量和脉冲宽度为8.2μJ和39.2 ns。重要的是,与最大输出功率相应的脉冲重复频率达到285.7 kHz,已接近由Cr4+:YAG恢复时间所决定的固有重复频率上限。通过对激光谐振腔构型和GaAs晶体参数及其腔内位置的选择和优化,实现了Yb:LuPO4微棒晶体两种不同模式的GaAs被动调Q激光运转。在高重复率高功率（HRHP）模式下,所产生的最大输出功率为5.0 W,斜率效率34%,脉冲重复率可达333.3 kHz,最小脉冲宽度为68.1 ns。而在低重复率高能量（LRHE）模式下,最大输出功率为0.85 W,是在3.7 kHz的脉冲重复率下产生的,相应的脉冲能量为230?J,而脉冲宽度和峰值功率分别为5.5 ns和41.8 kW。利用耦合平行平面腔,在很高的输出透过率条件下,实现了Yb:LuPO4微片晶体以二维WS2（WSe2）为可饱和吸收体的高功率被动调Q激光运转。由WS2被动调Q产生的最大输出功率为4.35 W,斜率效率为47%,脉冲重复率则达到1.33 MHz。所获得的最大脉冲能量、最小脉冲宽度和最高峰值功率分别为3.41?J、28.6 ns和110.0W。这些实验结果,也是目前二维可饱和吸收体被动调Q所达到的最好水平。
聂鸿坤[4]（2020）在《Ho3+,Pr3+-共掺氟化物晶体3μm波段激光特性研究》文中进行了进一步梳理3μn波段是大气的一个重要的传输窗口,对大雾、烟尘等具有较强的穿透能力,在海平面上传输时受到气体分子吸收和悬浮物的散射小。在军事上,红外制导导弹探测器的响应范围就在3-5 μm波段,针对红外导引头的光电对抗迫切需要该波段的激光光源;在民用领域,3-5 μm波段对应多数气体分子强吸收峰,因此在微量气体探测领域有着广泛的民用价值;在科学前沿领域,超强超短中红外波段激光可以产生高次谐波,实现高亮度、高对比度的阿秒光脉冲和中红外频率梳。另外,在医学上,3 μm波段中红外激光还可以开展疾病光谱诊断技术检测。因此,鉴于3μm波段中红外激光具有重要的应用背景和极大的需求空间,它已成为国防和民用竞相研究开发的热点领域。本论文以钬（Ho3+）,镨（Pr3+）共掺的氟化物晶体为研究对象,将晶体光谱特性和激光器设计相结合,在探索Pr3+离子引入对晶体光谱特性影响的基础上结合激光实验,研究Ho3+,Pr3+共掺氟化物晶体3 μm波段连续波、调Q短脉冲和锁模超短脉冲的激光输出特性。具体研究内容如下:1.从3μm的应用需求出发,介绍了 3 μm波段激光在气体探测、激光医疗、材料加工、军事等方面的应用。总结了产生3 μm波段激光的主要技术手段。综述稀土离子掺杂的固体激光器研究进展,阐明目前面临的技术难点和存在的问题。进一步从3μm波段稀土激活离子和基质材料入手,分析了该波段稀土激活离子和基质材料的优化结合。最后总结了本论文的研究内容和意义。（第一章）2.对Ho,Pr:YLF晶体光谱特性进行分析。结果表明Pr3+离子的引入能够有效的“去活”Ho3+:5I7激光下能级寿命,实现3 μm波段激光上、下能级寿命的“反转”,有效的解决了 Ho3+掺杂晶体3 μm激光上能级寿命明显小于下能级寿命的问题。在光谱和能级寿命研究的基础上,结合J-O理论和F-L公式计算了 Ho,Pr:YLF晶体的发射截面和有效增益截面,分析了 Ho,Pr:YLF晶体产生3μm波段激光的可行性。（第二章）3.开展Ho3+,Pr3+共掺氟化物晶体3 μm波段连续波激光特性的研究。从泵浦源的选择出发,对比、总结了几种不同泵浦方式在该波段的应用现状。实验中对比了半导体激光器和光纤激光器作为泵浦源对Ho,Pr:LLF晶体激光输出功率和效率的影响。针对3μm波段连续波固体激光器存在输出功率低（<1W）、高功率和高效率不能兼得等问题,对两种掺杂浓度Ho,Pr:YLF晶体的连续波激光特性进行研究,实现了最大输出功率为1.27 W,最高斜效率为28.4%的2.95μm连续波激光输出。结果表明Pr3+离子的引入能够突破激光振荡“自终止”这一“瓶颈”,实现高功率、高效率的连续波激光运转。考虑a切Ho,Pr:YLF晶体存在偏振吸收,同时双端泵浦方式能够改善晶体内热分布的均匀性,因此,进一步探索了 Ho,Pr:YLF晶体的输出功率,实现了 1.46 W的最大输出功率。借助棱镜调谐技术,研究了 Ho,Pr:LLF晶体调谐激光特性,高的输出功率和宽的连续调谐范围表明Ho,Pr:LLF晶体具有实现超快激光运转的潜力。（第三章）4.开展Ho3+,Pr3+共掺氟化物晶体3μm波段调Q激光特性的研究。基于不同的Q开关技术,分别在Ho3+,Pr3+共掺氟化物晶体中实现了纳秒调Q激光运转。针对3μm波段现有电光调Q激光器存在光束质量差、重复频率低的问题,提出利用铌酸锂电光Q开关加双端泵浦的方案,实现了高重复频率、高光束质量的纳秒脉冲激光输出。在被动调Q脉冲激光实验中,利用半导体饱和吸收镜（SESAM）作为调制元件,实现了 395 ns的脉冲激光输出。探索了新型二维材料（石墨烯、黑磷、二硒化钛）作为饱和吸收体在3 μm波段的脉冲调制潜力。（第四章）5.开展Ho,Pr:LLF晶体3μm波段锁模激光特性的研究。从锁模技术出发,结合目前3 μm波段超快激光器的最新进展,指出目前3 μm波段固体激光器实现锁模运转面临的困难。在激光实验中,结合论文前面章节对Ho,Pr:LLF晶体高功率和宽调谐激光特性的研究,重点研究Ho,Pr:LLF晶体连续波锁模激光特性。（第五章）6.从Ho3+,Pr3+共掺氟化物晶体3μm波段晶体光谱特性,连续波、脉冲激光特性等方面对论文的研究内容和创新点归纳总结并指出论文的不足和有待深入研究之处。（第六章）
刘凤芹[5]（2007）在《Nd：LuVO4晶体特性及其全固态激光器研究》文中进行了进一步梳理随着激光技术的不断发展，激光器在军事、工业、医疗、科研以及我们的日常生活中发挥着越来越重要的作用。LD泵浦的全固态激光器由于其结构简单紧凑、效率高、光束质量好、稳定性好，成为目前激光器件的研究热点。激光晶体是全固态激光器的重要组成部分，它的物理和光谱性质决定了激光器的输出特性。近几年来，在一些新研究的激光晶体中，Nd：LuVO4激光晶体由于具有优良的激光特性而受到人们的重视。首先，Nd：LuVO4晶体具有大的吸收截面和吸收带宽，适中的激光上能级寿命，可以应用到低阈值的微片激光器中。而且，Nd：LuVO4晶体在1.06μm的发射截面高于其它钒酸盐晶体，拥有比Nd：YVO4晶体更高的热导率，可以在大功率泵浦中获得稳定、高效的激光输出。另外，Nd：LuVO4激光器的输出具有很好的偏振特性，在频率转换中能得到较高的转换效率。Nd：LuVO4晶体是在2002年被首次报道，目前对它的激光研究开展的还不多，只有少量的连续和声光Q特性研究。本论文对提拉法生长的Nd：LuVO4晶体的结构、热学、光谱、全固态激光器输出特性进行了较系统的理论和实验研究。主要研究内容概括如下：（1）介绍了LD泵浦的全固态激光器的发展历史及LD泵浦的全固态激光器的优点，并对几种常用激光晶体的物理和光学特性作了比较分析。对Nd：LuVO4晶体的研究现状进行了全面的概括和总结，并就Nd：LuVO4晶体今后可能应用于全固态激光器的几个热点领域进行了展望。（2）对拉曼散射理论及Nd：LuVO4晶体结构的研究。从经典和量子理论两个方面研究了拉曼散射谱线的频移和强度。通过商群理论对Nd：LuVO4晶体对称性分类进行了计算，结果为：Γ=5A1g+7B1g+2B2g+10Eg，最多可以观察到34支拉曼活性光学模。通过选取X（ZZ）（?），X（YY）（?），Z（XY）（?），Y（XZ）（?）的几何配置，利用共焦显微拉曼光谱仪获得了A1g、A1g+B1g、B2g、Eg模，并对获得的谱线进行了指认。除了A1g中的ν2模由于和ν4模重叠而有所加宽外，其余的谱线都很细锐，细锐的拉曼谱线证明了Nd离子的掺入并没有使晶体微观结构产生大的位错和形变。而且X（ZZ）（?）配置中，A1g对称类的ν1模（V-O对称伸缩振动）对应的拉曼峰903cm-1强度最大，是实现拉曼激光器的首选谱线，可以沿着a轴通光实现自拉曼输出。（3）对Nd：LuVO4晶体热学特性（热导率、热膨胀系数、比热）的研究。通过用激光闪烁法测量Nd：LuVO4晶体的热扩散系数，利用公式k=αρCP计算了Nd：LuVO4晶体的热导率。热导率随着温度的升高而降低，而且c向热导率大于a向热导率。在330K时，a轴热导率为7.9W／mK，c轴热导率为9.7W／mK，高于Nd：YVO4晶体。测量的比热为0.45J／gK，比热大，在晶体内部引起的温度梯度小，所能承受的抗损伤阈值高。而且Nd：LuVO4晶体具有适中的热膨胀系数，因而Nd：LuVO4晶体拥有优良的热学性能，适合中高功率激光泵浦。（4）对Nd：LuVO4晶体光谱特性的研究，包括偏振吸收谱、荧光谱、透过谱。利用光谱仪测量了Nd：LuVO4晶体的偏振吸收谱。利用JO理论并使用Origin软件对Nd：LuVO4晶体吸收和发射的光谱参数进行了计算，结果表明：Nd：LuVO4晶体对π偏振光的吸收明显强于σ偏振。计算了4F3/2态的能级寿命以及由此态向低能态跃迁的荧光分支比、受激辐射几率、谱线强度、振子强度、积分发射截面。得出4F3/2的能级寿命为129μs。1.06μm的荧光分支比最大，为50.22％，有最强的激光振荡强度和积分发射截面，是最容易实现振荡的一条谱线。0.9μm的谱线具有较大的荧光分支比和基态斯塔克分裂值，也是很有应用价值的一条谱线。而且，Nd：LuVO4晶体在近红外波段有较高的透过率。（5）从四能级的速率方程出发，推导了激光器稳态条件下，连续运转激光的输入输出特性，讨论了LD端面泵浦固态激光器的阈值和斜效率。对连续运转的a-cut轴和c-cut轴1.06μm和1.34μm的Nd：LuVO4激光器进行了实验研究，讨论了输出镜对激光输出特性的影响以及激发态吸收对1.34μm激光输出的影响。当T=10％，泵浦功率为19W时，a-cut轴的Nd：LuVO4激光器最大输出功率为7.67W，光-光转换效率和斜效率分别为40.3％和50.5％；对于1.34μm，当T=4％，泵浦功率为16.18W时，c-cut轴的Nd：LuVO4激光器得到了2.015W的输出，其光-光转换效率和斜效率分别为12.5％和14.2％。对于1.34μm的激光器，a-cut轴的Nd：LuVO4激光器输出效率低于c-cut轴的Nd：LuVO4激光器。（6）考虑饱和吸收体的激发态吸收，对被动调Q的速率方程进行了研究，得到了速率方程的解，并模拟了脉宽、重复频率、峰值功率、单脉冲能量随Cr4+：YAG初始透过率和输出镜透过率的变化关系。首次对Nd：LuVO4晶体被动调Q激光特性进行了研究，分析了Q参数的影响因素。得到的最高光-光转换效率为10.7％，斜效率为17.6％（T0=85％，T=40％）；最窄脉宽为12ns（T0=70％，T=40％）；最高重复频率为156kHz（T0=85％，T=10％）；最大单脉冲能量为33.9μJ，最大峰值功率为2.83kW（T0=70％，T=40％）。并和Nd：YVO4晶体的调Q输出特性进行比较，发现Nd：LuVO4晶体比Nd：YVO4晶体拥有更窄的脉宽和更低的重复频率，因而Nd：LuVO4激光器能得到更高的单脉冲能量和峰值功率。（7）首次开展了Nd：LuVO4晶体锁模激光器的研究。利用折叠腔理论，考虑泵浦光在Nd：LuVO4晶体内引起的热透镜效应，对锁模激光器的谐振腔进行了优化设计。实验中，采用V型腔并使用不同输出镜透过率和不同初始透过率的饱和吸收体，实现了锁模激光器的稳定运转。在激光晶体上的光斑半径为200μm，饱和吸收体上的光斑半径为34μm，光斑压缩比为6，锁模调制深度达到了40％-50％。并讨论了Cr4+：YAG初始透过率对锁模调制深度的影响。（8）从耦合波方程出发，对光学参量振荡原理进行了研究。通过非线性晶体KTP的折射率方程，采用Ⅱ类相位匹配，得出当θ=90°，φ=0°，1.06μm泵浦时，可以得到1.57μm波长人眼安全激光输出。使用内腔式单谐振OPO，声光调Q方式，KTP为Ⅱ类非临界相位匹配，首次对Nd：LuVO4晶体1.57μm光参量振荡激光器进行了实验研究。获得1.57μm最短脉宽为4ns，实现了对泵浦光有效的脉宽压缩，压缩比为6，最大的单脉冲能量和峰值功率分别为24μJ、4.8kW。讨论了声光开关频率对激光器泵浦阈值的影响，对1.57μm激光出现的次级脉冲进行了分析，并提出了减小次级脉冲的方法。使用KTP晶体的临界相位匹配，声光调Q方式，实现了Nd：LuVO4晶体的脉冲绿光输出，单脉冲能量和峰值功率分别达到了66μJ和2.6kW。
姚文明[6]（2013）在《连续波光学参量振荡器及受激拉曼散射现象的研究》文中指出尽管激光已经出现了50多年，但获得从紫外和可见光波段到近红外和中红外波段宽光谱范围的连续波激光输出仍然是一大难题。光学参量振荡器（OPO）作为一种可调谐相干光源，拓宽了激光输出波长范围，已成为非线性光学频率变换与激光调谐技术领域的重要组成部分。将在高分辨率光谱、军事和激光医疗领域有重要的应用价值。论文在理论分析的基础上，研制光束质量好、效率高、结构紧凑的Nd:YVO4激光器作为泵浦源，采用周期极化掺氧化镁铌酸锂（PPMgLN）晶体作为非线性晶体，实现了准相位匹配连续波光学参量振荡器，获得了近红外波段和中红外波段低阈值、宽连续调谐范围、高功率、高效率的稳定输出。理论方面：从非线性光学的基本原理出发，推导了介质中的三波相互作用的耦合波方程；介绍了基于周期极化晶体的准相位匹配理论和PPMgLN晶体的特性；根据光学参量振荡器的基本原理，分析了单谐振连续波光学参量振荡器的增益，讨论了平面波近似和高斯光束近似下光学参量振荡器的阈值和转换效率；基于PPMgLN晶体，对光学参量振荡器的泵浦波长调谐、周期调谐、温度调谐和角度调谐的调谐特性进行了模拟计算，并结合实验对周期和温度调谐进行了深入分析；对常规Nd:YVO4晶体和键合Nd:YVO4晶体的热透镜效应进行了对比分析；对伴随产生的受激拉曼散射的阈值及耦合波方程进行了推导和分析。实验方面：首先对连续波光学参量振荡器的泵浦源进行研究。实验采用激光二极管阵列（LDA）端面泵浦方式和两镜直线腔结构，通过选择单端键合Nd:YVO4晶体降低由晶体端面形变引起的热透镜效应，实现了转换效率高、光束质量好、最大输出功率达到11.79W的1064nm连续波激光输出，满足了连续波光学参量振荡器对泵浦源的要求。然后，在理论分析的基础上，采用连续波1064nm激光器和两镜线性腔结构，对基于周期间隔为0.5μm的PPMgLN晶体的连续波光学参量振荡器进行了实验研究。通过优化模式匹配，提高了光学参量振荡器的输出功率和转换效率。连续波光学参量振荡器的工作阈值仅为0.3W；通过周期调谐，实现了连续波光学参量振荡器在近红外1.431.67μm和中红外2.934.12μm宽波段可调谐输出；当泵浦功率为11.79W时，在30.5μm周期处，总输出功率达到4.29W，光-光转换效率为36.4%，信号光1.55μm和闲频光3.40μm输出功率分别为3.14W和1.15W。其次，对高功率连续波光学参量振荡器中伴随输出的受激拉曼散射现象进行了研究和分析。研究发现，受激拉曼散射的产生对闲频光的输出存在重要影响。通过调整光学参量振荡器的输出镜，增加受激拉曼散射的振荡阈值，可有效抑制高阶受激拉曼散射的出现，同时将闲频光3.40μm的输出功率由1.15W提高到1.98W，光-光转换效率达到16.8%；由于受到低光子能量和非谐振等因素的影响，在闲频光波段没有发现受激拉曼散射。最后，对连续光学参量振荡器的连续调谐输出特性进行了实验研究。泵浦源为连续波Nd:YVO4激光器，基于0.2μm间隔的PPMgLN晶体的29.831.4μm极化周期，在周期调谐的基础上进行温度调谐，实现了信号光1.491.68μm和闲频光2.883.68μm连续无分离可调谐输出。采用小周期间隔的非线性晶体，大大降低了组合调谐所需的温度范围，有效提高了组合调谐的调谐速度和效率。该套装置的最大特点是调谐范围宽，速度快，可实现宽波段范围连续无分离的激光输出。
白晋涛[7]（2001）在《全固态多波长飞秒激光产生的理论与实验研究》文中认为本论文第1章首先回顾了全固态激光器的发展历史过程，介绍了半导体泵浦的全固态激光器的主要特性以及各类LD泵浦的晶体材料及其特性，综述了国内外激光二极管泵浦的各种波长全固态激光器的研究进展，展望了全固态激光器的应用前景；第2章引入了LD泵浦固体激光器的基本模型和工作原理，从速率方程导出四能级系统的振荡阈值，工作斜效率和工作点情况，继而描述了三波耦合理论和腔内倍频非线性过程；第3章对全固态二极管双端泵浦Nd：YVO4／KTP（LBO）激光器技术进行了描述，给出在大功率泵浦下热透镜效应对腔稳定性的影响及如何优化热稳腔的腔结构和腔参数等；第4章主要介绍了各种飞秒固体激光增益介质及其特性，进行了全固态近红外飞秒激光理论分析和实验研究；第5章介绍了飞秒激光二次谐波产生（SHG）理论，分析和计算了利用棱镜组引进频谱空间啁啾来补偿谐波倍频晶体的相位失配，进行了全固态Ti：S飞秒蓝光、紫外光激光器的实验研究：论文第6章主要研究了全光纤飞秒激光脉冲的产生和放大机制及其关键技术，理论与实验相结合，重点解决了自启动锁模和光脉冲的孤子压缩效应的机制和实现自启动锁模的关键技术。具体研究内容和创新工作为： 1．理论上通过引入端面泵浦光场与振荡光场的分布函数，得到稳态条件下输入输出特性，分析了泵浦光焦点位置对泵浦阈值及斜效率的影响和在不同泵光功率下的最佳光斑大小及透过率。对腔内倍频理论也进行了研究，讨论了影响倍频效率的几个因素，如相位失配、走离效应等。在此基础上，重点讨论了由大功率LD泵浦的热稳腔的稳定性问题，通过数值模拟计算，分析了腔长、束腰大小等因素对腔稳定性的影响，这对优化腔结构、选择光路参数，保证大功率连续波绿光激光器能够稳定运转，具有一定的指导意义。 2．采用两只输出功率为12W，波长为810nm的半导体激光器作Nd：YVO4腔内倍频激光器的泵浦源，通过数值计算设计了高稳定的热不敏激光腔结构。使激 光腔中的热透镜焦距范围在 5——1000mm之间激光器仍能稳定地工作。从而研制成 功了一套可用作泵浦掺钛兰宝石激光器的全固体绿光激光器。 3．为了降低掺钛兰宝石激光器的阈值提高它的光一光转换效率，我们利用 光学传输矩阵理论，对掺钛兰X石激光腔进行数值模拟，设计出工作阈值低、转换 效率高的飞秒激光系统。当绿光泵浦功率为Z＊w时，输出的飞秒激光平均功率达 到 300mw。 4．在飞秒蓝光、紫外光激光产生方面，从理论上研究了用非线性晶体产 一生飞秒激光h次谐波机制。由于飞秒激光具有宽的光谱带宽，一般在50120urn 之间，如果采用常用相位匹配技术，不能在宽的光谱范围内获得最佳的相位匹配。 在飞秒光脉冲的宽光谱的条件下，如何能较好地满足相位匹配是研究工作要解决的 关键问题和关键技术。根据激光经过色散元件之后，光谱在空间按一定的顺序排列 这一特性。我们通过选取适当焦距的透镜在较宽的光谱范围内成功地实现了相位匹＿配。通过数值模拟确定了最佳透镜焦距。实验证明该技术能有效地提高转换效率， 利用BBO倍频晶体可获得飞秒蓝光激光转换效率为24．3％，输出的飞秒蓝光激光 平均功率达75mw，脉宽为33．3fs。同时初步进行了飞秒钛宝石自锁模激光器的三 次谐波产生的实验研究。本论文这一研究成果拓展了飞秒激光波长范围，使飞秒激 光器可同时输出近红外光仿00七30n叫、蓝光和紫外光。 5．与他人合作研究了全光纤飞秒激光脉冲的产生和放大机制及其关键技 术。理论与实验相结合，重点解决了自启动锁模和光脉冲的孤子压缩效应的机制和 实现自启动锁模的关键技术，采用非线性偏振旋转脉冲相加锁模自启动技术研制成 的半导体激光器泵浦的掺E／光纤环形腔激光器，获得了最短脉冲269B、重复率 ZI．37 MHz、中心波长 1．53pm且工作稳定的激光脉冲；同时采用高增益掺 Ery光纤 放大器对掺E；许光纤激光器输出的超短光脉冲直接进行放大得到了最大平均输出 功率14．smw、单脉冲能量0．69InJ、峰值功率2657．SW、最短光脉冲宽度260fs 的好结果。
盛泉[8]（2013）在《共振泵浦在掺Nd3+全固态激光器及非线性光学频率变换技术中的应用》文中认为共振泵浦方式能够大幅减小全固态激光器中泵浦光与激光间的量子亏损这一最主要热源，从根本上减少进入工作介质的无用热，是缓解热效应的有效手段，但存在泵浦吸收系数较小，不利于实现高光光效率的缺点。本文详细研究了掺Nd3+激光工作介质的参数对泵浦吸收和转换效率的影响，通过优化晶体参数，利用简单的泵浦结构和腔型实现共振泵浦下激光器的高光光效率；在此基础上，将共振泵浦应用于内腔单谐振光学参量振荡器（ICSRO）和自拉曼激光器等受热效应影响非常严重的非线性光学频率变换技术中，与808nm传统泵浦的对比实验结果相比，共振泵浦的应用在输出功率、转换效率、功率稳定性以及光束质量等方面都带来明显的优势。主要内容包括以下几部分：1.利用880nm LD泵浦Nd:YVO4激光器，通过优化晶体参数，利用简单的端泵直腔结构实现了高于808nm传统泵浦的光光效率；885nm LD泵浦Nd:YAG光光效率也与传统泵浦下接近；同时热负载均得到了明显的降低。2.利用Nd:YVO4激光器的914nm输出热助推泵浦Nd:YVO4激光器，1064nm和1342nm输出相对吸收泵浦功率的斜率效率分别达到82.0%和65.4%；优化晶体参数后1064nm输出光光效率超过50%，为同类激光器的最高效率，热负载极低的高斯塔克能级热助推泵浦方式的光光效率达到可实用化水平。3.提出全固态激光器的综合泵浦方式，讨论了综合泵浦方式的适用范围以及最优功率配比的确定方法；搭建808nm+880nm LD端面综合泵浦的Nd:YVO4激光器进行实验研究，对综合泵浦方式的设想和理论分析进行了初步实验验证。4.880nm LD共振泵浦连续波Nd:YVO4-PPLN ICSRO，获得了波长调谐范围3.66-4.22μm、最高1.54W的闲频光输出，功率、效率和稳定性相比808nm泵浦下明显提高；实验验证了通过振荡信号光耦合输出优化ICSRO阈值，从而抑制高泵浦功率下的逆转换过程，提高下转换效率的理论预期，21.4W泵浦下同时获得1.43W3.66μm闲频光和5.03W1.5μm信号光输出，总提取效率30.2%，是报道的连续波ICSRO最高提取效率。5.880nm LD共振泵浦声光调Q Nd:YVO4自拉曼激光器，依靠共振泵浦的低热特性克服热效应限制泵浦功率和影响拉曼增益的问题；1176nm、588nm和1525nm输出平均功率分别为6.11W、5.28W和2.96W，相比808nm泵浦，自拉曼激光器的输出功率和转换效率明显提高。
潘淑娣[9]（2007）在《Nd：YLF晶体特性及全固态激光器研究》文中研究指明激光二极管泵浦的全固态激光器因具有效率高、结构紧凑、寿命长、光束质量好等优点,在材料加工、军事、医疗和科研等领域得到广泛的应用,成为目前激光领域的研究热点。激光晶体增益介质是激光器的核心部件,它的光谱和物理特性决定了激光器系统的整体设计和输出特性。在众多激光晶体中,掺钕离子的氟化钇锂（Nd:YiLF4 , Nd:YLF）晶体因其特有的激光特性而赢得了重要的地位。它优良的激光特性主要表现在:（1）1.053μm的激光波长与磷酸玻璃和氟磷酸玻璃的增益峰值非常匹配,使它在巨大能量（功率）玻璃放大链主振荡功率放大（MOPA）、预放和一级放大中得以充分应用;（2）480μs的上能级寿命使它的储能性分别高出Nd:YAG和Nd:YVO4两倍和五倍,同时它的发射截面与上能级寿命乘积因子与Nd:YAG相当,可广泛用于低阈值的全固态微片激光器;（3）具有很好的偏振特性,它的自然双折射远大于热致双折射,抑制了热退偏效应,在大功率泵浦情况下可获得稳定输出。综合Nd:YLF晶体弱的热透镜效用、大的增益线宽、强的自然偏振振荡和很高的储能性等特性,到目前为止,它已广泛地应用于MOPA、高能量脉冲、中等重复频率（kHz）的调Q开关、连续波以及皮秒锁模等各种激光器件中,发挥着其它晶体无法取代的重要作用。由于晶体生长等方面的原因,相对于较为普遍的Nd:YVO4和Nd:YAG晶体来说,国内关于Nd:YLF晶体的激光特性研究开展得很少。本论文从研究Nd:YLF晶体特性入手,较系统的进行了全固态Nd:YLF激光特性的理论和实验研究。主要内容概括为:1、测量了Nd:YLF晶体的发射谱、吸收谱和拉曼谱,讨论了晶体的发射谱线、荧光分支比、上能级寿命、拉曼谱线等光谱参数,总结了晶体的物理和光学特性;根据激光器的近阈值条件,给出了一种测量晶体内部损耗系数的方法,并用该方法测量了Nd:YLF晶体的内部损耗系数。2、用热弹性理论推导出晶体热应力与端面泵浦功率、泵浦光斑、晶体掺杂浓度、吸收系数之间的关系式,以及输出功率与输出镜透过率、泵浦光斑、晶体掺杂浓度和吸收系数之间的关系式,并对这些物理量之间的变化规律进行了比较详细的分析。这一理论研究结果未见国内相关文献报道,该结果对端面泵浦激光器的设计、预测实验结果和避免晶体断裂提供了理论依据。3、理论和实验研究了Nd:YLF的连续波运转激光特性,包括1053nm、1047nm、1313nm、1321nm激光振荡特性。实现了5.3W连续波1053nm激光运转,在理论上对实验结果进行了模拟,给出了300μm端面泵浦光斑、5%透过率、1.0at.%-Nd:YLF晶体最大泵浦功率的参考值。4、实验研究了Nd:YLF声光调Q激光特性,在泵浦源和腔型设计完全相同的条件下,比较了Nd:YLF和Nd:YVO4声光调Q激光的输出特性。同时还研究了声光调Q腔内和腔外KTP倍频Nd:YLF绿光特性,测量了不同泵浦功率下的输出功率、脉宽,计算了光束质量因子M2和功率稳定度。5、实验研究了Nd:YLF的双波长激光输出,证明了Nd:YLF晶体可以实现双波长激光。6、实验研究了Nd:YLF的Cr4+:YAG被动调Q激光特性,在泵浦源和腔型设计完全相同的条件下,比较了Nd:YLF、Nd:YVO4、Nd:GdVO4三种晶体的被动调Q输出特性,并对Cr4+:YAG被动调Q和调Q锁模（QML）Nd:YLF激光进行了理论和实验研究,对不同小信号透过率的Cr4+:YAG,在不同泵浦功率下的输出功率、脉宽、脉冲能量、峰值功率、锁模调制深度进行了测量;理论上,考虑Cr4+:YAG的激发态吸收,对调Q锁模波形进行了模拟,分析了影响Cr4+:YAG锁模调制深度的关键参数,模拟了100%调制深度的调Q锁模脉冲波形。7、采用三镜腔结构,实现了深度调制的调Q锁模Nd:YLF/GaAs激光运转,GaAs同时作为可饱和吸收体和输出镜,对不同泵浦功率下的输出功率、重复频率、锁模脉冲的自相关函数和激光线宽进行了测量,用Sech2函数对自相关信号进行了模拟,分析了Nd:YLF晶体的上能级寿命、受激发射截面、荧光线宽对调Q锁模运转的影响,给出了优化调Q锁模运转的方法。8、首次用低温生长的透射式SESAM,实现了3皮秒脉宽的Nd:YLF连续锁模激光运转,重复频率98MHz,平均功率530mW;分别用透射式和反射式SESAM比较了Nd:YLF激光特性,测量了激光阈值、连续锁模阈值、激光谱宽、锁模脉宽。用SESAM锁模理论,分析了Nd:YLF晶体上能级寿命、受激发射截面、荧光线宽对实现连续波锁模运转的影响。9、以KTP为光参量转换晶体,实现了内腔单谐振光参量振荡（OPO）1.5μm人眼安全波长激光输出。测量了不同泵浦功率下的OPO阈值、信号光功率、脉宽、单脉冲能量,并对这些参量随重复频率的变化规律进行了分析。选取合适的初始值和参量值,用Fortran和Origin软件,对实验结果进行了理论模拟,分析了Nd:YLF晶体特性对参量转换效率的影响,给出了优化信号光输出的关键因素。
周志勇[10]（2019）在《新型人眼安全波段掺铥全固态激光特性研究》文中指出人眼安全2 μm波段激光器因其位于强水吸收波段且在大气输出窗口,在测距、激光武器、医学手术、材料加工和大气传感等领域有着广泛的新兴科学技术应用,而且2 μm激光器也可作为中红外（3-5μm）OPOs的泵浦源。鉴于2 μm波段激光器的广泛应用,人眼安全2 μm波段固体激光器自出现以来一直受到众多科研工作者的青睐。采用半导体激光或者光纤激光泵浦掺Tm3+、Ho3+、Tm3+和Ho3+共掺的激光材料来产生激光激射的方式,仍然是目前获得2 μm波段激光器的最主要最直接的技术手段。本论文主要对掺Tm3+激光材料Tm:LuAG、Tm:LuYO3、Tm:YSO和Tm:CYA晶体和陶瓷材料在人眼安全2 μm波段连续波激光、被动调Q激光以及被动调Q锁模激光特性进行分析研究。本论文研究工作主要包括以下三个主要部分:（1）首先,实现了Tm:LuAG、Tm:LuYO3和Tm:YSO三种掺Tm3+激光材料连续波激光实验。对于Tm:LuAG陶瓷晶体,使用透过率分别为10.3%和8.1%的输出镜,实现了激光波长皆为2016 nm的连续波激光器,相对应的最大输出功率和斜效率分别为2.41 W、35%和2.64 W、3 5.6%。针对新型Tm:LuYO3陶瓷晶体连续波实验,使用透过率分别为6.6%和1.8%的输出镜,激光波长都在2050 nm处,最大输出功率分别为1.19 W和1.55 W,斜效率分别约为17.8%和19.9%。而对于Tm:YSO连续波激光实验,使用四个不同透过率的输出镜,相对应的激光波长、最大输出功率、斜效率分别为（1976.0 nm,2.64 W,28.3%）、（1969.8 nm,3.23 W,34.3%）、（1972.9 nm,2.37 W,25.6%）和（2044.6 nm,1.36 W,17.5%）。（2）然后,利用Cr2+:ZnSe晶体作为可饱和吸收体插入谐振腔内,从而实现2 μm波段被动调Q激光实验。其中运转在2016 nm处的Tm:LuAG被动调Q激光器的最大平均功率、最短脉冲宽度、最大脉冲能量和最大峰值功率分别为1.06 W、277 ns、81.4μJ、288 w。而对于Tm:LuYO3陶瓷的被动调Q激光器实验。单波长调Q运转在2047 nm处,其最大平均功率、最短脉冲宽度、最大脉冲能量和最大峰值功率分别为0.54 W、120.3 ns、20.5 μJ、170.6 w,同时获得了1957 nm和2047 nm双波长调Q对应的最大平均功率、最短脉冲宽度、最大脉冲能量和最大峰值功率分别为0.92 W、151.6 ns、30.2 μJ、199.1 W。最后运转在1944 nm和2022 nm处的Tm:YSO被动调Q激光器的最大平均功率、最短脉冲宽度、最大脉冲能量和最大峰值功率分别为0.74 W、78.3 ns、71.8 μJ、917.5 W和0.31 W、101.3 ns、50.8 μJ、501.6 W。这些结果表明Tm:LuAG、Tm:LuYO3和Tm:YSO陶瓷和晶体激光器在人眼安全光谱区是很有前途的激光光源。（3）最后实现了Tm:CYA晶体调Q锁模激光器。其中,运转在1957.33 nm处的Tm:CYA晶体连续波最大输出功率为3.16 W,对应的斜效率为20.2%。当将可饱和吸收体Cr2+:ZnSe插入谐振腔内,运转在1944.85 nm处的调Q锁模激光器最大平均输出功率为818 mW,调Q包络的最大脉冲重复率以及脉冲能量分为13.1 KHz和63.7 μJ,单个调Q包络下展开的锁模脉冲序列之间的间隔大约为8.3 ns,对应的重复频率为121 MHz,其锁模脉冲宽度约为951 ps。
二、高效率连续波Nd:FAP晶体激光器（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、高效率连续波Nd:FAP晶体激光器（论文提纲范文）
（1）掺Yb稀土钙氧硼酸盐晶体长波发射边带激光特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 稀土钙氧硼酸盐晶体概述 |
| 1.3 稀土钙氧硼酸盐晶体的研究历史 |
| 1.4 学位论文工作及主要创新点 |
| 第二章 Yb:YCOB晶体长波发射边带的连续波激光特性 |
| 2.1 X-切向晶体的激光特性 |
| 2.2 Y-切向晶体的激光特性 |
| 2.3 Z-切向晶体的激光特性 |
| 2.4 比较 |
| 2.5 本章总结 |
| 第三章 温度对Yb:YCOB晶体激光性能的影响 |
| 3.1 晶体温度对Yb:YCOB激光发射谱的影响 |
| 3.2 晶体温度对Yb:YCOB激光输出特性的影响 |
| 3.3 Yb:YCOB不同波长激光振荡受晶体温度影响的比较 |
| 3.4 晶体温度对激光输出光束的影响 |
| 3.5 不同切向Yb:YCOB晶体的比较与总结 |
| 第四章 Yb:YCOB晶体的被动调Q脉冲激光特性——以 MoTe_2 为可饱和吸收体 |
| 4.1 二维MoTe_2 样品的表征 |
| 4.2 Yb:YCOB晶体的二维MoTe_2 被动调Q特性 |
| 4.3 比较与分析 |
| 4.4 本章总结 |
| 第五章 Yb_(0.14):Y_(0.77)Gd_(0.09)Ca_4O(BO_3)_3 混晶长波发射边带的连续波激光特性 |
| 5.1 自由运转条件下长波发射边带的连续波激光特性 |
| 5.2 抑制短波振荡条件下长波发射边带的连续波激光特性 |
| 5.3 晶体温度对长波发射边带激光特性的影响 |
| 5.4 不同晶体的长波激光特性比较 |
| 5.5 本章总结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的SCI收录论文目录 |
| 攻读硕士学位期间获得的荣誉和奖励 |
| 致谢 |
（2）Yb激光材料综述（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 Yb激光材料光谱性能 |
| 3 Yb激光材料应用 |
| 3.1 超短脉冲产生和放大以及宽带调谐 |
| 3.2 高平均功率器件 |
| 3.3 重复频率脉冲储能器件 |
| 4 Yb激光材料热性能 |
| 5 结束语 |
（3）四方结构LuPO4和LuVO4晶体中Yb离子的激光特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 Yb:LuPO_4晶体的研究历史与现状 |
| 1.2 Yb:LuVO_4晶体的研究历史与现状 |
| 1.3 本学位论文工作的主要研究内容 |
| 1.4 本学位论文的主要创新点 |
| 第二章 Yb:LuPO_4和Yb:LuVO_4晶体的光谱学性质与连续波激光特性的比较研究 |
| 2.1 实验描述 |
| 2.2 光谱学性质的比较研究 |
| 2.3 泵浦光吸收特性的比较研究 |
| 2.4 a-切向晶体的连续波激光性质的比较研究 |
| 2.5 c-切向晶体的连续波激光性质的比较研究 |
| 2.6 比较性总结 |
| 2.7 本章主要结论 |
| 第三章 Yb:LuVO_4晶体的被动调Q脉冲激光特性——以Cr~(4+):YAG为可饱和吸收体 |
| 3.1 实验描述 |
| 3.2 被动调Q实验结果讨论与脉冲激光特性分析 |
| 3.3 与其它相关实验结果的比较 |
| 3.4 本章结论 |
| 第四章 Yb:LuPO_4晶体的被动调Q脉冲激光特性——以GaAs半导体晶体为可饱和吸收体 |
| 4.1 GaAs晶体 1-mm波段可饱和吸收的物理机制 |
| 4.2 GaAs晶体样品初始透过率的测定 |
| 4.3 实验描述 |
| 4.4 高重复率高功率(HRHP)被动调Q |
| 4.5 低重复率高能量(LRHE)被动调Q |
| 4.6 本章结论 |
| 第五章 Yb:LuPO_4晶体的被动调Q脉冲激光特性——以二维TMD为可饱和吸收体 |
| 5.1 二维TMD样品可饱和吸收性质的表征 |
| 5.2 实验描述 |
| 5.3 耦合腔效应与有效输出透过率 |
| 5.4 以二维WS_2为可饱和吸收体的被动调Q |
| 5.5 以二维WSe_2为可饱和吸收体的被动调Q |
| 5.6 以二维TMD衬底为etalon输出镜的被动调Q |
| 5.7 本章结论 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 Yb:LuPO_4和Yb:LuVO_4晶体的光谱学性质与连续波激光特性的比较研究 |
| 6.2 Yb:LuPO_4晶体的Cr~(4+):YAG被动调Q激光特性 |
| 6.3 Yb:LuPO_4晶体的GaAs被动调Q激光特性 |
| 6.4 Yb:LuPO_4晶体的二维TMD被动调Q激光特性 |
| 6.5 对未来工作的展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的SCI收录论文目录 |
| 攻读硕士学位期间获得的荣誉与奖励 |
| 致谢 |
（4）Ho3+,Pr3+-共掺氟化物晶体3μm波段激光特性研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 3μm波段中红外激光应用 |
| 1.1.1 气体探测 |
| 1.1.2 激光医学 |
| 1.1.3 材料加工 |
| 1.1.4 其他方面 |
| 1.2. 3μm波段中红外激光产生技术 |
| 1.3 3μm波段主要稀土激活离子及基质材料 |
| 1.3.1 稀土激活离子 |
| 1.3.2 基质材料 |
| 1.4. 3μm波段固体激光器研究进展 |
| 1.4.1 Er~(3+)离子掺杂晶体 |
| 1.4.2 Dy~(3+)离子掺杂晶体 |
| 1.4.3 Ho~(3+)离子掺杂晶体 |
| 1.5 本论文主要研究内容 |
| 第二章 Ho,Pr:YLF晶体光谱特性 |
| 2.1 吸收光谱与吸收截面 |
| 2.2 荧光光谱与荧光寿命 |
| 2.3 发射截面 |
| 2.3.1 J-O理论 |
| 2.3.2 发射截面 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 Ho~(3+),Pr~(3+)共掺氟化物晶体3μm波段连续波激光特性 |
| 3.1 泵浦源的选择 |
| 3.2 连续波激光特性 |
| 3.2.1 Ho,Pr:LLF晶体连续波激光特性 |
| 3.2.2 Ho,Pr:YLF晶体连续波激光特性 |
| 3.2.3 Er:YSGG晶体连续波激光特性 |
| 3.3 Ho,Pr:LLF晶体连续波调谐激光特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 Ho~(3+),Pr~(3+)共掺氟化物晶体3μm波段调Q激光特性 |
| 4.1. 3μm波段Q开关技术 |
| 4.1.1 电光Q开关 |
| 4.1.2 SESAM |
| 4.1.3 2D材料 |
| 4.2 Ho,Pr:YLF晶体电光调Q激光特性 |
| 4.3 基于SESAM的被动调Q激光特性 |
| 4.4 基于2D材料的被动调Q激光特性 |
| 4.4.1 石墨烯 |
| 4.4.2 黑磷 |
| 4.4.3 二硒化钛 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 Ho,Pr:LLF晶体3μm波段锁模激光特性 |
| 5.1 锁模技术 |
| 5.2 调Q锁模激光特性 |
| 5.3 连续波锁模激光特性 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结 |
| 6.1 主要结论及创新点 |
| 6.2 不足之处及有待深入研究的问题 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间参加的项目、获得的奖励及发表的论文 |
| 附发表论文2篇 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（5）Nd：LuVO4晶体特性及其全固态激光器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 半导体泵浦全固态激光器的发展 |
| 1.2 几种常见的激光晶体的基本性质 |
| 1.3 Nd:LuVO_4晶体的研究现状和发展前景 |
| 1.4 本论文的研究工作 |
| 参考文献 |
| 第二章 Nd:LuVO_4晶体的晶格振动谱研究 |
| 2.1 拉曼散射理论 |
| 2.1.1 拉曼散射的经典理论 |
| 2.1.2 拉曼散射的量子理论 |
| 2.2 Nd:LuVO_4晶体的空间群分析 |
| 2.3 Nd:LuVO_4晶体的拉曼谱测量和分析 |
| 2.3.1 Nd:LuVO_4晶体的拉曼谱测量 |
| 2.3.2 Nd:LuVO_4晶体的拉曼谱分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 Nd:LuVO_4晶体的热学特性研究 |
| 3.1 Nd:LuVO_4晶体的热导率 |
| 3.2 Nd:LuVO_4晶体的比热 |
| 3.3 Nd:LuVO_4晶体的热膨胀系数 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 Nd:LuVO_4晶体的光谱性能 |
| 4.1 J-O理论 |
| 4.2 Nd:LuVO_4晶体吸收谱的测量和分析 |
| 4.2.1 Nd:LuVO_4晶体吸收谱的测量 |
| 4.2.2 Nd:LuVO_4晶体的偏振吸收谱 |
| 4.2.3 Nd:LuVO_4晶体的光谱参数计算 |
| 4.2.4 结果分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 自由运转的Nd:LuVO_4激光器 |
| 5.1 速率方程及输出特性 |
| 5.1.1 四能级结构的速率方程 |
| 5.1.2 激光输出特性研究 |
| 5.2 Nd:LuVO_4晶体1.06μm连续波激光器 |
| 5.2.1 1.06μm连续波激光器的实验设计 |
| 5.2.2 1.06μm连续波激光器实验结果与分析 |
| 5.3 Nd:LuVO_4晶体1.34μm连续波激光器 |
| 5.3.1 1.34μm连续波激光器实验装置 |
| 5.3.2 1.34μm连续波激光器结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 Nd:LuVO_4晶体的Cr~(4+):YAG被动调Q和锁模激光器 |
| 6.1 Cr~(4+):YAG晶体特性 |
| 6.2 被动调Q理论 |
| 6.3 Nd:LuVO_4晶体Cr~(4+):YAG被动调Q激光器 |
| 6.3.1 被动调Q激光器实验装置 |
| 6.3.2 实验结果分析 |
| 6.4 锁模原理 |
| 6.5 Nd:LuVO_4晶体被动锁模激光器的腔设计 |
| 6.5.1 折叠腔理论 |
| 6.5.2 被动锁模激光器谐振腔设计 |
| 6.6 Nd:LuVO_4晶体的Cr~(4+):YAG被动锁模激光器 |
| 6.6.1 被动锁模激光器实验设置 |
| 6.6.2 被动锁模激光器输出结果及分析 |
| 6.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 Nd:LuVO_4晶体的1.57um及绿光激光器 |
| 7.1 光学参量振荡器 |
| 7.1.1 光学参量振荡原理 |
| 7.1.2 光学参量激光器的优点 |
| 7.2 非线性晶体KTP的特性 |
| 7.3 Nd:LuVO_4晶体1.57um激光器输出特性研究 |
| 7.3.1 1.57um波长激光器实验设计 |
| 7.3.2 1.57um波长激光器实验结果与分析 |
| 7.4 Nd:LuVO_4/KTP绿光激光器 |
| 7.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第八章 总结 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 有待深入研究的问题 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 攻读博士学位期间参与的课题 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
| Paper 1 |
| Paper 2 |
（6）连续波光学参量振荡器及受激拉曼散射现象的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 光学参量振荡器的应用 |
| 1.2 连续波光学参量振荡器的研究概况 |
| 1.3 本论文的主要研究内容及创新 |
| 第2章 非线性光学基础 |
| 2.1 非线性光学效应 |
| 2.2 非线性介质中的耦合波方程 |
| 2.3 相位匹配 |
| 2.4 光学参量振荡技术 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 连续波光学参量振荡器的设计 |
| 3.1 非线性晶体材料 |
| 3.2 泵浦源 |
| 3.3 外腔连续波光学参量振荡器的设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 高功率连续波PPMgLN光学参量振荡器与受激Raman散射 |
| 4.1 受激Raman散射效应 |
| 4.2 LDA端面泵浦Nd:YVO4激光器实验 |
| 4.3 高功率连续波光学参量振荡器实验研究 |
| 4.4 受激Raman散射及其对OPO的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 宽带可连续调谐PPMgLN光学参量振荡器 |
| 5.1 OPO的调谐方式 |
| 5.2 连续波PPMgLN OPO的调谐特性 |
| 5.3 连续波PPMgLN OPO的调谐实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间学术成果情况 |
| 指导教师及作者简介 |
| 致谢 |
（7）全固态多波长飞秒激光产生的理论与实验研究（论文提纲范文）
| 第1章 绪论 |
| 1.1. 全固态激光器发展过程 |
| 1.2. LD泵浦的激光晶体材料及其特性 |
| 1.3. 全固态蓝、绿、红激光器研究进展 |
| 1.4. 全固态多波长飞秒激光的发展状况 |
| 1.5. 全固化飞秒光纤激光器的发展状况 |
| 参考文献 |
| 第2章 LD泵浦的固体激光器理论研究 |
| 2.1. 速率方程理论 |
| 2.2. 空间分布变量对输出特性的影响 |
| 2.3. 二次谐波产生（SHG）理论 |
| 参考文献 |
| 第3章 高功率全固态Nd：YVO_4绿光激光泵浦源研究 |
| 3.1. Nd：YVO_4、KTP、LBO、BBO晶体的光学特性 |
| 3.2. 折叠谐振腔理论 |
| 3.3. LD双端泵浦Nd：YVO_4／KTP绿光激光器 |
| 3.4. LD双端泵浦Nd：YVO_4／LBO绿光激光器 |
| 参考文献 |
| 第4章 全固化飞秒激光器研究 |
| 4.1. 飞秒固体激光增益介质及其特性 |
| 4.2. 全固化飞秒激光器的研究进展 |
| 4.3. 全固态Ti：S飞秒近红外激光器的实验研究 |
| 参考文献 |
| 第5章 全固态自锁模飞秒蓝光、紫外光激光器研究 |
| 5.1. 飞秒激光二次谐波产生（SHG）理论 |
| 5.2. 飞秒激光SHG角度相位失配的补尝 |
| 5.3. 全固态自锁模飞秒蓝光激光器实验研究 |
| 5.4. 全固态自锁模飞秒紫外光激光器研究 |
| 参考文献 |
| 第6章 全光纤飞秒激光脉冲产生与放大研究 |
| 6.1. 光纤激光器的发展概况 |
| 6.2. 光纤激光超短光脉冲产生及其放大 |
| 6.3. 飞秒掺Er~（3+）光纤激光振荡器 |
| 6.4. 飞秒掺Er~（3+）光纤激光放大器 |
| 6.5. 飞秒掺Er~（3+）光纤激光放大器的应用效果 |
| 参考文献 |
| 总结与建议 |
| 攻读博士学位期间主要的科研成果 |
| 致谢 |
| 附录 |
（8）共振泵浦在掺Nd3+全固态激光器及非线性光学频率变换技术中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 综述 |
| 1.1 固体激光器中的热效应 |
| 1.1.1 热效应的产生和危害 |
| 1.1.2 缓解热效应的方法 |
| 1.2 固体激光器共振泵浦技术的研究历史与现状 |
| 1.2.1 基态低斯塔克能级共振泵浦 |
| 1.2.2 基态高斯塔克能级热助推泵浦 |
| 1.3 连续波光学参量振荡器的研究历史与现状 |
| 1.3.1 光学参量振荡的基本原理 |
| 1.3.2 准相位匹配技术的成熟——SRO的高效连续波运转 |
| 1.3.3 内腔泵浦——SRO的低阈值连续波运转 |
| 1.4 自拉曼激光器的研究历史和现状 |
| 1.4.1 受激拉曼散射的基本原理 |
| 1.4.2 拉曼激光器的分类 |
| 1.4.3 自拉曼激光器的研究现状 |
| 1.5 论文的主要内容 |
| 第二章 基态低斯塔克能级共振泵浦Nd:YVO_4和Nd:YAG激光器 |
| 2.1 共振泵浦方式下热量的分析与计算 |
| 2.2 880nm共振泵浦Nd:YVO_4激光器 |
| 2.2.1 实验装置 |
| 2.2.2 1064nm激光输出实验结果与分析 |
| 2.2.3 1342nm激光输出实验结果与分析 |
| 2.3 885nm共振泵浦Nd:YAG激光器 |
| 2.3.1 实验装置 |
| 2.3.2 1064nm激光输出实验结果与分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基态高斯塔克能级热助推泵浦高效率Nd:YVO_4激光器 |
| 3.1 实验装置 |
| 3.2 914nm激光热助推泵浦Nd:YVO_4激光器的运转特性 |
| 3.2.1 1064nm激光输出实验结果与分析 |
| 3.2.2 1342nm激光输出实验结果与分析 |
| 3.2.3 914nm热助推泵浦的高光光效率Nd:YVO_4激光器 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 全固态激光器双波长综合泵浦方式的研究 |
| 4.1 双波长综合泵浦方式的理论研究 |
| 4.1.1 双波长综合泵浦方式的提出 |
| 4.1.2 综合泵浦方式下热量的分析与计算 |
| 4.1.3 综合泵浦激光器最佳功率配比的确定 |
| 4.2 双波长综合泵浦Nd:YVO_4激光器的实验研究 |
| 4.2.1 实验装置 |
| 4.2.2 实验结果与分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 880nm共振泵浦Nd:YVO_4-PPLN连续波内腔单谐振光学参量振荡器 |
| 5.1 连续波ICSRO理论研究 |
| 5.1.1 连续波ICSRO的基本模型 |
| 5.1.2 连续波ICSRO功率和效率的优化 |
| 5.1.3 PPLN准相位匹配计算 |
| 5.1.4 ICSRO谐振腔的设计 |
| 5.2 880nm共振泵浦连续波Nd:YVO_4-PPLN ICSRO |
| 5.2.1 实验装置 |
| 5.2.2 实验结果与分析 |
| 5.3 振荡信号光耦合输出对ICSRO转换效率的影响 |
| 5.3.3 实验装置 |
| 5.3.4 实验结果与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 880nm共振泵浦主动调Q Nd:YVO_4自拉曼激光器 |
| 6.1 自拉曼激光器理论 |
| 6.1.1 主动调Q自拉曼激光器的速率方程 |
| 6.1.2 倍频晶体的选择 |
| 6.2 1176nm 主动调Q Nd:YVO_4自拉曼激光器 |
| 6.2.1 实验装置 |
| 6.2.2 实验结果与分析 |
| 6.3 588nm内腔倍频主动调Q Nd:YVO_4自拉曼激光器 |
| 6.3.1 实验装置 |
| 6.3.2 实验结果与分析 |
| 6.4 1525nm主动调Q Nd:YVO_4自拉曼激光器 |
| 6.4.3 实验装置 |
| 6.4.4 实验结果与分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和科研情况说明 |
| 致谢 |
（9）Nd：YLF晶体特性及全固态激光器研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 二极管激光泵浦的全固态激光器综述 |
| 1.2 二极管激光泵浦的固体增益介质 |
| 1.3 国内外 Nd:YLF 激光器的研究和发展现状 |
| 1.4 论文主要内容 |
| 第二章 Nd:YLF 晶体的光谱与物理特性研究 |
| 2.1 晶体结构、能级和光谱 |
| 2.2 晶体热效应研究 |
| 2.3 晶体内部损耗的理论和实验研究 |
| 第三章 Nd:YLF 连续波和声光调Q 激光输出特性 |
| 3.1 连续波1053nm 激光输出特性 |
| 3.2 声光调 Q-1053nm 激光输出特性 |
| 3.3 声光调 Q 绿光激光器实验研究 |
| 3.4 连续波1.3μm 激光实验研究 |
| 3.5 连续波1047/1321nm 双波长激光实验研究 |
| 第四章 Nd:YLF被动调Q、调Q锁模激光的理论和实验研究 |
| 4.1 掺 Cr~(4+)可饱和吸收体的被动调 Q 和调 Q 锁模理论 |
| 4.2 Nd:YLF /Cr~(4+):YAG 被动调 Q 和调 Q 锁模激光输出特性 |
| 4.3 Nd:YLF/GaAs 被动调 Q 锁模激光 |
| 4.4 Nd:YLF 与其它晶体的被动调 Q 输出特性比较 |
| 第五章 Nd:YLF 连续波锁模激光的理论和实验研究 |
| 5.1 半导体可饱和吸收镜锁模理论概述 |
| 5.2 适合 SESAM 连续锁模的折叠腔设计 |
| 5.3 透射式 SESAM 实现3ps 连续波锁模激光 |
| 5.4 反射式 SESAM 调 Q 锁模激光 |
| 第六章 1.5μm-Nd:YLF光参量激光的理论和实验研究 |
| 6.1 内腔单谐振参量振荡速率方程 |
| 6.2 KTP 实现 1.5μm 参量光的相位匹配分析 |
| 6.3 KTP 非临界相位匹配的 1.5μm-Nd:YLF 激光 |
| 全文总结 |
| 参考文献 |
| 博士期间发表的论文和申请专利 |
| 致谢 |
（10）新型人眼安全波段掺铥全固态激光特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 掺铥人眼安全波段激光研究背景和意义 |
| 1.2 掺铥人眼安全波段激光研究现状 |
| 1.3 本论文主要研究内容 |
| 第二章 掺铥固体激光理论研究 |
| 2.1 速率方程理论 |
| 2.1.1 连续波速率方程理论 |
| 2.1.2 调Q速率方程理论 |
| 2.2 可饱和吸收体Cr~(2+):ZnSe特性 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 新型掺铥激光材料物理和光谱特性研究 |
| 3.1 物理特性 |
| 3.2 光谱特性 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 新型掺铥材料连续波和被动调Q激光实验研究 |
| 4.1 新型掺铥激光材料连续波实验研究 |
| 4.1.1 连续波实验光路设计和分析 |
| 4.1.2 Tm:LuAG陶瓷连续波激光实验 |
| 4.1.3 Tm:LuYO_3陶瓷连续波激光实验 |
| 4.1.4 Tm:Y_2SiO_5晶体连续波激光实验 |
| 4.1.5 连续波实验结果比较分析 |
| 4.2 新型掺铥激光材料被动调Q实验研究 |
| 4.2.1 被动调Q实验光路设计和分析 |
| 4.2.2 Tm:LuAG陶瓷被动调Q激光实验 |
| 4.2.3 Tm:LuYO_3陶瓷被动调Q激光实验 |
| 4.2.4 Tm:Y_2SiO_5晶体被动调Q激光实验 |
| 4.2.5 被动调Q实验结果比较分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 新型掺铥材料调Q锁模激光实验研究 |
| 5.1 调Q锁模激光实验光路设计和分析 |
| 5.2 实验结果及分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表论文 |
| 致谢 |
四、高效率连续波Nd:FAP晶体激光器（论文参考文献）
- [1]掺Yb稀土钙氧硼酸盐晶体长波发射边带激光特性研究[D]. 马衍骏. 青岛大学, 2019
- [2]Yb激光材料综述[J]. 於海武,段文涛,徐美健,蒋新颖. 激光与光电子学进展, 2007(05)
- [3]四方结构LuPO4和LuVO4晶体中Yb离子的激光特性研究[D]. 窦晓丹. 青岛大学, 2019(02)
- [4]Ho3+,Pr3+-共掺氟化物晶体3μm波段激光特性研究[D]. 聂鸿坤. 山东大学, 2020(10)
- [5]Nd：LuVO4晶体特性及其全固态激光器研究[D]. 刘凤芹. 山东大学, 2007(03)
- [6]连续波光学参量振荡器及受激拉曼散射现象的研究[D]. 姚文明. 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）, 2013(10)
- [7]全固态多波长飞秒激光产生的理论与实验研究[D]. 白晋涛. 中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所）, 2001(01)
- [8]共振泵浦在掺Nd3+全固态激光器及非线性光学频率变换技术中的应用[D]. 盛泉. 天津大学, 2013(01)
- [9]Nd：YLF晶体特性及全固态激光器研究[D]. 潘淑娣. 山东师范大学, 2007(04)
- [10]新型人眼安全波段掺铥全固态激光特性研究[D]. 周志勇. 厦门大学, 2019(08)