论文摘要
一直以来,激光二极管泵浦的全固态激光器凭借着结构紧凑、效率高、可靠性强等优点在科学研究、社会生产中的各个领域都有着十分广泛的应用。而随着应用的进一步深入,对于激光器性能的要求也在进一步提高,因而研究LD泵浦的新型固体激光器有着重要的作用与意义。同时在实际应用中,传统单晶激光介质也面临着吸收带宽较小等问题,而将单晶中部分离子替换为其他相似离子,就会生成混合晶体（混晶）。混晶一般而言有着更大吸收带宽、较小的发射截面和更大的比热容等特点。因此本文致力于新型VB族混合晶体激光性能研究。本文首先简要介绍了混晶的基本特性,对其研究现状作了详述。并从晶体热来源出发,建立了有限元理论的晶体传热方程,模拟了晶体内的热分布。同时对Cr4+:YAG及二维材料的基本特性进行了介绍,随后对WS2和MoS2两种二维材料的尺寸与厚度以及非线性吸收特性进行了研究。在实验部分则对Nd:GdYTaO4、Nd:GdYNbO4和Nd:GdLaNbO4三种VB族混晶激光性能开展研究,首先分别对三种VB族混晶的光谱特性进行调研,明确其优势在于更大吸收带宽。随后分别以三种混晶作为激光器增益介质,搭建了连续输出激光器,并通过对不同输出镜透过率、不同泵浦光光斑半径、不同腔长下的输出性能进行研究,优化激光器的各项参数。其后,进一步测量连续输出激光光强分布图像,计算水平与竖直方向的M2因子,考察输出光束质量。加入不同初始透过率的Cr4+:YAG调Q晶体,测试输出脉冲激光的重复频率、脉冲宽度及平均输出功率,并计算出单脉冲能量和峰值功率,探究Cr4+:YAG初始透过率和输出光束各参数之间的关系。最后,通过新型二维材料MoS2和WS2实现调Q脉冲输出,并测定脉冲输出激光的各项特性。综合实验研究成果,本论文对Nd:GdYTaO4、Nd:GdYNbO4和Nd:GdLaNbO4三种VB族混晶进行了综合比较,两种铌酸盐混晶因为具有较宽的吸收带宽,进而实现了较高的斜坡效率。在加入不同初始透过率的Cr4+:YAG调Q晶体下,初始透过率较高的Cr4+:YAG会输出更高的平均输出功率和重复频率,而初始透过率较低的Cr4+:YAG会产生更短的脉宽和更高的峰值功率。通过对两种二维材料进行对比发现,MoS2纳米薄片具有较深的调制深度,而较大的非可饱和损耗也使其振荡阈值较高。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 彭振芳
导师: 于欣
关键词: 混合晶体,被动调,二维材料
来源: 哈尔滨工业大学
年度: 2019
分类: 基础科学,信息科技
专业: 物理学,无线电电子学
单位: 哈尔滨工业大学
分类号: TN248.1
DOI: 10.27061/d.cnki.ghgdu.2019.003105
总页数: 64
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