激光二极管泵浦固体激光器相干组束技术研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 唐前进 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2007 |
| 授予单位 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 |
| 导师 | 胡企铨 |
| 关键词 | 固体激光 相干组束 光束传输 远场分布 |
| 中文摘要 | 高功率高光束质量的二极管泵浦固体激光器（DPSSL）不论在工业、科学研究还是在军事上都有着重要应用，因此它成为激光研究者追求的目标。但激光二极管阵列技术、热效应以及大尺寸晶体生长技术都限制着DPSSL的发展。单台激光器不可避免要受到晶体损伤阈值的限制，增大泵浦功率尽管可能提高输出功率，但同时也增加了热沉积，从而导致光束质量下降。 既然单台DPSSL的输出功率总是受限的，如果将多台高光束质量中等输出功率的激光组成一束，这样有可能在保持高光束质量同时提高输出功率。根据光的叠加原理，如果N束光之间满足相干性，则N束光并行排列的远场峰值功率为一束的N2倍，光斑半径为1/N。这样不仅提高了功率密度，而且还提高了光束亮度。因此，能得到具有相干阵列的激光束也是获得高光束质量高输出功率的一条有效途径。在第一台激光器问世不久，这个想法就被提出，并且在不同介质激光器上进行了实验。国外对这项技术进行了广泛研究，相对而言，我国还处于起步阶段。基于这样的原因，本文前言部分不仅对激光组束的一些基本问题进行了介绍，还对各种相干组束方式进行了总结，旨在深入了解这项技术。 为了更好设计实验，数值分析部分通过比较方法讨论了填充因子、横模模式、阵列单元数目以及排列方式对组束光场的影响。结果表明，并不是所有情况下远场峰值功率随阵列单元数量的增加而增加、光斑半径随阵列单元数量增加而减少。只有同相基模高斯光束才能在未加位相调制的情况下得到绝大部分能量集中在远场主瓣内，才能获得远场峰值功率为一束的N2倍、半径为一束的1/N倍的组束光斑。 在实验部分，通过对三种不同结构的位相锁定实验方案进行了探索，发现一些基本规律。耦合透镜的透射率不是与输出功率和条纹可见度呈单调关系，发现耦合镜的透射率增大不仅可能降低输出功率，还可能阻碍位相锁定。两个伴随注入结构实验都在某种条件下得到了干涉条纹，但干涉条纹可见度不高，并且调试难度也相当大。两者一个有利于提高输出功率，一个有利于提高条纹可见度，各有其优缺点。自成像共焦腔结构相干组束实验发现，该结构只要选取合适的损耗抑制就很容易得到干涉输出，但是该结构对热很敏感，对于高重复频率系统应用显得不合适。 总结和分析了阵列光束相干组束的评价。提出可用主瓣内功率百分比与主瓣半径之比、组束效率和可扩展性相结合的方法来评价阵列光束。 第二、三章是本文重点部分。第二章是理论分析，通过数值模拟方法分析了影响组束光场分布的因素。第三章是实验部分，通过以腔耦合为模型的三个实验，对相干组束的一些基本规律进行了探索。 |
| 语种 | 中文 |
| 源URL | [http://ir.siom.ac.cn/handle/181231/15401]  |
| 专题 | 上海光学精密机械研究所_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 唐前进. 激光二极管泵浦固体激光器相干组束技术研究[D]. 中国科学院上海光学精密机械研究所. 2007. |
入库方式： OAI收割
来源：上海光学精密机械研究所
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