LD泵浦小型473nm蓝光激光器及其输出波动研究

一、LD泵浦小型473nm蓝光激光器及其输出起伏的研究（论文文献综述）

范英杰^[1]（2012）在《全固态和频蓝光激光器噪声特性研究》文中提出全固态和频蓝光激光器因波长短、光子能量高、水下传输损耗小且人眼敏感等优点,已逐步成为人们研究的热点。在军事海潜雷达通信、大屏幕激光显示等应用领域,对蓝光的输出稳定性有着比较苛刻的要求,这使得全固态和频蓝光激光器的噪声特性研究工作具有了更加深远的现实意义。本论文从理论和实验两个方面研究了全固态腔内和频连续447nm蓝光激光器的噪声特性。理论上由激光器腔内模式竞争入手,分析出了全固态和频蓝光激光器输出强度噪声的主要来源为腔内多纵模的模式竞争及和频效应。在分析噪声特性的过程中引入了多纵模间的和频系数Sfm,模拟得到激光器噪声与激光器晶体快轴间夹角、相位延迟之间的关系。在对sfm,的模拟基础上,研究了和频蓝光激光器的噪声变化规律,提出了通过改变和频晶体快轴方向的方法抑制噪声,并在实验中加以验证。在抽运源注入功率为840W,447nm和频蓝光输出功率为47.7mmW时,用此方法获得了功率峰-峰值／平均值小于13%的低噪声稳定输出,验证了所提方法的可行性。

王寿祥^[2]（2011）在《LD泵浦Nd:YVO4/BIBO全固态蓝光激光器的理论与实验研究》文中进行了进一步梳理与传统的气体激光器相比,二极管泵浦全固态激光器（DPSSL）具有效率高、稳定性好、结构紧凑、小型化、寿命长等优点,在医学、激光显示、同位素分离、超高密度光存储、精密材料加工、海洋资源探测、光谱分析等领域具有广泛的应用,是近几年来全固体激光器件研究的热点。LD泵浦掺Nd3+激光介质,腔内倍频全固态蓝光激光器已成为获得蓝光最有效、最具商业价值的方法,进而成为一个研究热点。但目前瓦级全固体蓝光激光器的研究还不成熟,本文在理论和实验上进行研究,对全固体蓝光激光器的产业化具有一定的参考价值。主要工作如下：1.回顾了全固态激光器的发展历程、特点及其应用,蓝光激光器的研究背景以及实现蓝色激光输出的方法。综述了国内外激光二极管泵浦全固态蓝光激光器的研究进展；2.从激光晶体的准三能级特性出发,充分考虑增益与损耗之间的矛盾,选择出最佳晶体长度;对三种倍频晶体进行了比较,选择出BIBO作为主要倍频晶体;对膜系进行了必要的分析,在维持914nm谱线振荡的同时,充分考虑了其它激光谱线的抑制。3.介绍了倍频原理,指出提高倍频效率的方法。并对几种倍频晶体进行比较,选出较合适的倍频晶体BIBO。最后,介绍了BIBO的物理、光学性质Ⅰ类相位匹配倍频过程。4.通过一种简单的直接测量的方法测得不同倍频功率下的热透镜焦距。设计了简单的双凹直腔结构,利用端面泵浦钕离子掺杂浓度为0.2%的激光晶体Nd:YVO4, BIBO腔内倍频,在808nm 18W功率泵浦下,采用水冷控温,最终得到650mW的457nm的蓝光输出,光光转化效率达3.61%。

滑文强^[3]（2010）在《LD端面泵浦激光热效应研究》文中认为激光二级管（Laser-Diode,LD）泵浦的全固态激光器（DPSSL）具有体积小、效率高、稳定性好和寿命长等优点,在国防、光电子产业、光通讯和医疗卫生等领域有着重要的应用。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,其中最主要的障碍来自激光晶体的热效应。激光晶体是全固态激光器中最重要的核心部分,在很大程度上它决定了激光器的输出特性。激光晶体的热效应一直是激光二极管抽运的全固态激光器研究的热点之一。本文对于周边恒温冷却的矩形截面Nd:YVO4晶体的热效应进行了理论计算,在精确求解晶体内温度及温度场分布的基础上,求出晶体的热焦距。同时分析了不同因素对周边恒温冷却矩形截面晶体热效应的影响。并且本文通过对LD端面抽运棒状Nd:YAG晶体的热效应进行理论分析,考虑晶体内部抽运光束分布及连续抽运过程中晶体周边与冷却液之间的对流传热,建立了更为合理的边界条件,得出更符合实际的晶体的温度分布场,同时计算了晶体半径以及晶体散热面积对热效应的影响。本论文简单介绍了全固态蓝光激光器的发展和现状,采用平凹直腔,实现了Nd:YAG/LBO蓝光输出。其主要内容可概括如下:1、首先对全固态激光器的历史、发展进行了回顾,介绍了全固态激光器的主要特性;并简单介绍了全固态蓝光激光器的发展和现状。2、介绍了激光晶体热效应的产生原因及不良影响。根据激光晶体热效应的基本理论,建立了热效应的理论模型;并介绍了温度场,光程差和热焦距的计算方法。3、通过对周边恒温冷却的矩形截面Nd:YVO4晶体的热效应进行了理论计算,在精确求解晶体内温度及温度场分布的基础上,求出晶体的光程差和热焦距。同时分析了不同因素对周边恒温冷却矩形截面晶体热效应的影响。并且本文通过对LD端面抽运棒状Nd:YAG晶体的热效应进行理论分析,考虑晶体内部抽运光束分布及连续抽运过程中晶体周边与冷却液之间的对流传热,建立了更为合理的边界条件,得出更符合实际的晶体的温度分布场,同时计算了晶体半径以及晶体散热面积对热效应的影响。研究结果表明,考虑边界对流传热后,计算的晶体中心温度升高,晶体边界温度也相应升高,相应的晶体热焦距稍有增加;减小晶体半径晶体中心与表面的温度差均减小,热焦距增大,晶体热效应降低;但增大晶体散热面积虽然降低晶体内部温度场,但由于端面抽运的特点导致晶体中心附近温度变化率增加,反而使热焦距减小,加剧了晶体热效应。4、介绍了Nd:YAG晶体的激光特性,分析了用于蓝光倍频的非线性晶体LBO倍频特性,采用最简单的平凹腔结构,实现了Nd:YAG/LBO蓝光输出。实验中我们通过选用脉宽500μs、占空比1:2脉冲方式的泵光,采用平凹直腔,在泵浦注入功率达到7.33W时,蓝光输出的最大功率为220mW,光-光转换效率为3.0%。

范婷^[4]（2007）在《LD泵浦全固体473nm蓝光激光器的研究》文中指出LD泵浦全固体蓝光激光器具有结构紧凑、波长短、效率高、寿命长、运转可靠等优点，在高密度光存储、激光彩色显示、海洋应用及水下资源探测、激光制冷、激光生物医学、激光娱乐表演等领域有重要应用价值。但瓦级LD泵浦全固体蓝光激光器产业化相对滞后，且受功率限制而严重影响到其应用。本文针对构成全固体蓝光激光器的单元器件（泵浦源，工作物质，非线性倍频晶体，制冷散热装置等）和整体方案的设计（腔型设计，镀膜方案，模式匹配，光束质量，蓝光噪声等）进行了全面的分析。由准三能级速率方程，得到了准三能级阈值表达式和内外部斜效率的表达式；从倍频波耦合方程出发给出了倍频效率公式，进而论述了相位匹配理论及影响倍频效率的参量。通过对几种常用晶体的研究比较，选择了更适于产业化的Nd：YAG作为激光晶体、BIBO作为倍频晶体。采用标准ABCD传输矩阵法和等效g参数法计算了三镜折叠腔的各个参数，设计出合理的腔结构。在充分考虑端面热透镜效应的前提下计算了Nd：YAG在实验中最大泵浦功率下的热透镜焦距值。通过数值分析方法研究了方形截面复合Nd：YAG激光晶体棒在端面抽运情况下的温度分布及热透镜效应，得到了一系列有指导意义的结论。实验中采用普通的国产Nd：YAG／BIBO晶体，半导体致冷，设计出紧凑线性腔，在3W的泵浦功率下，获得220mW的473nm蓝光输出功率，光一光转换效率达到7.3％；设计出对热效应不敏感的三镜折叠腔激光器，在18W的泵浦功率下，获得最高710 mW的473nm蓝光输出；尝试搭建对热效应不敏感的四镜折叠腔激光器，采用复合Nd：YAG激光晶体，在18.5W的泵浦功率下，获得最大3.53W的946nm基频光输出。在充分考虑到像散情况下，分别绘制了三镜和四镜折叠腔内诸光束参数随热焦距的变化曲线。对实验中出现的问题进行了分析，对进一步改进提出了设想。

汪玉树^[5]（2006）在《LD泵浦全固体蓝光激光器》文中提出利用LD泵浦掺Nd3+激光介质,腔内倍频产生蓝光的方法是目前获得蓝光的一个热点,具有输出功率较高,光束质量好,成本较低的优点,但目前瓦级全固体蓝光激光仍不成熟。本论文为福建省重大专项（2002F011 ,2004HZ012123）资助项目,通过理论设计和实验研究,对其做了一些探索。首先,对准三能级系统进行分析,得出了优化激光运转的条件;利用数值计算,分析了模式叠加效应对激光阈值、斜效率和输入输出特性的影响,为实际优化设计激光器提供了依据;分析计算了最佳晶体长度。其次,对倍频原理进行简单的介绍,总结出腔内倍频需要遵循的要点;介绍了相位失配的影响和相位匹配的方法,并对几种倍频晶体进行比较,选取较合适的倍频晶体LBO,并对LBO物理、化学、光学性质进行介绍,对与LBO的使用起指导作用。第三,为了使得泵浦光的光斑大小能满足最优化条件,本文利用ABCD传输定律进行相关计算,指明了如何耦合通过改变耦合透镜的参数来调整泵浦光斑半径并据此设计出耦合透镜组。最后,对腔体进行分析,得出平凹腔测量热焦距的方法,并测得Nd:YAG在不同泵浦电流下的热焦距;提出用于简化腔体分析的反光程概念;对腔体稳定性进行分析,对实验中各参数的变化起指导作用;算出腔内光腰的位置,及其随腔体参数的变化情况,以确定倍频晶体LBO的位置;画出了腔内光斑随热焦距、耦合输出镜曲率半径的变化情况。根据前面分析计算得出的参数,设计出LD泵浦全固体蓝光激光器,最高功率达到1.2瓦,为同类腔型中,目前已知的最高功率水平。

危芹^[6]（2005）在《LD泵浦Nd:YAG蓝光激光器》文中指出LD 泵浦的全固态激光器（Laser diode pumped solid-state laser 或DPSSL）是激光技术领域的一个重要分支,与传统激光器相比在重量、体积、电-光转换效率、使用寿命和稳定性方面更具优越性。目前,LD 泵浦全固态激光器已实现了连续、调Q 脉冲和锁模脉冲等激光运转模式,广泛应用于材料加工、医疗、光学仪器和基础研究等领域。激光二极管泵浦的固体激光器（DPSSL）由于具有显着的优点而逐渐成为人们注目的焦点,全固态红、绿、蓝及紫外激光器的研究更是吸引了众多的科研工作者。而激光二极管（LD）泵浦的掺Nd 离子激光器一直是激光研究领域的热点之一,特别是其三条特征发射谱线的倍频激光波长正处于三基色激光的波段,更使其成为新的研究热点,再加上其效率高、结构紧凑、输出稳定、寿命长等特点,在工业、科研、国防军事、医疗等领域有着广泛的应用。其中蓝色激光器在军事、通讯、信息业、彩色打印、高密度光存储、激光显示及生物化学方面有着重要的应用价值。因此,近年来,对二极管泵浦的全固态蓝色激光器研究越来越多,但相对全固态红绿激光器来说,全固态蓝色激光器的发展比较缓慢,技术上还不成熟。本论文采用对Nd:YAG 输出激光倍频,获得473nm 蓝光输出方案,较完整的给出了理论阐述和实验研究。其主要内容可概括如下:1. 首先对全固态激光器的历史、发展进行了回顾,介绍了全固态激光器的主要特性,然后对全固态蓝色激光器的发展现状和应用前景作了比较全面的总结。2. 介绍了LD 泵浦的理论依据,就端面泵浦下泵浦光与激光之间的模式匹配以及准三能级系统的阈值问题作了分析,介绍了Nd:YAG 晶体的激光特性,从速率方程出发,对Nd:YAG 晶体产生946nm 谱线的准三能级结构给出了较为完整的分析;分析了谐振腔的设计。3. 随着对蓝光激光器越来越广泛和深入的研究,一般采取腔内倍频的方式获得蓝光,本论文给出了一般的倍频理论和相位匹配理论,并重点分析了用于蓝光倍频的非线性晶体LBO 倍频特性。

Tan Huiming (Chang chun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences,Chang chun ,1030022,China^[7]（2004）在《Research and Applications of All-Solid-State Blue Lasers》文中指出

薛庆华^[8]（2004）在《全固态蓝光激光器噪声特性的研究》文中认为从理论和实验两个方面研究了连续波腔内倍频蓝光激光器的噪声特性。将腔内多纵模倍频速率方程推广应用到准三能级蓝光激光器中，分析了一个纵模、两个纵模、多个纵模时的噪声情况，合理地解释了实验中激光器单纵模运转以及长腔多纵模运转时稳定输出的实验现象，同时利用该速率方程分析了以各向同性激光晶体Nd:YAG为工作物质，Ⅰ类临界相位匹配LBO为倍频晶体的蓝光激光器中基频光偏振特性，合理利用Ⅰ类临界相位匹配LBO倍频晶体的偏振特性与引入的石英晶体全波片构成双折射滤光片，通过选单频来抑制噪声，获得了蓝光低噪声的稳定输出。在泵浦功率为1.2W的情况下，获得了25mW的473nm蓝光低噪声输出，功率稳定性优于5％，rms％（10Hz～50kHz范围）噪声小于0.3％，光束质量因子小于1.2，相干长度大于5m，频宽约为60MHz，对应的线宽约为0.00005nm。

郑权,赵岭,钱龙生^[9]（2003）在《LD泵浦Nd∶YAG/LBO蓝光激光器的低噪声运转》文中指出观察了LD泵浦Nd∶YAG晶体 ,I类临界相位匹配LBO晶体腔内倍频的 4 73nm蓝光激光器的噪声特性 ,指出蓝光噪声主要来自于不同纵模的相互耦合 ,并用双折射滤光片技术实现了全固态蓝光激光器的低噪声稳定运转 在 1 .3W的泵浦功率下 ,获得了 5 8mW的蓝光低噪声稳定输出

赵长明^[10]（2000）在《LD泵浦小型473nm蓝光激光器及其输出起伏的研究》文中研究表明研究LD泵浦、腔内倍频的 4 73nm小型蓝光激光器的特性。 4 73nm激光输出功率为10 .6mW ,腔内插入QWP以克服所谓的蓝光问题 ,插入QWP后的 4 73nm激光输出功率为3mW。研究该器件的时域特性 ,发现存在几种典型起伏波形。经FFT分析 ,其主要频谱分布在0 .1MHz附近。在一定条件下 ,不加QWP亦可获得稳定直流输出 ,输出功率达 8mW。

二、LD泵浦小型473nm蓝光激光器及其输出起伏的研究（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、LD泵浦小型473nm蓝光激光器及其输出起伏的研究（论文提纲范文）

（1）全固态和频蓝光激光器噪声特性研究（论文提纲范文）

（2）LD泵浦Nd:YVO4/BIBO全固态蓝光激光器的理论与实验研究（论文提纲范文）

（3）LD端面泵浦激光热效应研究（论文提纲范文）

（4）LD泵浦全固体473nm蓝光激光器的研究（论文提纲范文）

（5）LD泵浦全固体蓝光激光器（论文提纲范文）

（6）LD泵浦Nd:YAG蓝光激光器（论文提纲范文）

（7）Research and Applications of All-Solid-State Blue Lasers（论文提纲范文）

（8）全固态蓝光激光器噪声特性的研究（论文提纲范文）

（9）LD泵浦Nd∶YAG/LBO蓝光激光器的低噪声运转（论文提纲范文）

（10）LD泵浦小型473nm蓝光激光器及其输出起伏的研究（论文提纲范文）

四、LD泵浦小型473nm蓝光激光器及其输出起伏的研究（论文参考文献）

• [1]全固态和频蓝光激光器噪声特性研究[D]. 范英杰. 长春理工大学, 2012(02)
• [2]LD泵浦Nd:YVO4/BIBO全固态蓝光激光器的理论与实验研究[D]. 王寿祥. 山东大学, 2011(06)
• [3]LD端面泵浦激光热效应研究[D]. 滑文强. 山东师范大学, 2010(03)
• [4]LD泵浦全固体473nm蓝光激光器的研究[D]. 范婷. 西北大学, 2007(04)
• [5]LD泵浦全固体蓝光激光器[D]. 汪玉树. 厦门大学, 2006(01)
• [6]LD泵浦Nd:YAG蓝光激光器[D]. 危芹. 山东师范大学, 2005(07)
• [7]Research and Applications of All-Solid-State Blue Lasers[J]. Tan Huiming (Chang chun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences,Chang chun ,1030022,China. 光机电信息, 2004(01)
• [8]全固态蓝光激光器噪声特性的研究[D]. 薛庆华. 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）, 2004(03)
• [9]LD泵浦Nd∶YAG/LBO蓝光激光器的低噪声运转[J]. 郑权,赵岭,钱龙生. 光子学报, 2003(11)
• [10]LD泵浦小型473nm蓝光激光器及其输出起伏的研究[J]. 赵长明. 应用光学, 2000(S1)

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