摘要
本文主要报道了一种LD泵浦的un∶glass、Er3+/Yb3+∶glass与Co2+∶MgAl2O4光学热复合材料被动调Q人眼安全激光器，具有大能量，窄脉宽，稳定性高，光束质量好等优点，主要运用在激光测距。在重复频率2HZ的情况下，泵浦源选择的是中心波长为940nm的单管LD，实验最终得到单脉冲能量为660μJ、脉宽4.9ns，峰值功率大于130kw的波长为1.5μm人眼安全波段的被动调Q激光输出，M2为1.49。具体研究内容如下: (1)调研了近些年国内外关于1.5μm激光的产生方式，并总结了直接泵浦产生1.5μm激光的国内外研究现状。比较了玻璃与晶体两种增益介质的优缺点，确定了将Er3+/Yb3+∶glass作激光器的增益介质，并对Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃的能级特点进行分析。选择Co2+∶MgAl2O4作为激光器的调Q元件，理论分析了调Q晶体初始透过率对激光输出能量、脉宽等参数的影响。 (2)设计双端键合激光器结构，运用comsol软件对双端键合结构与非键合结构增益介质的热效应进行模拟分析，模拟结果表明采用双端键合结构增益介质内部温度与热应力有极大的改善。根据模拟结果将增益介质与无掺杂的玻璃热键合，增益介质自身产生的热可以通过无掺杂的玻璃传导出去，提高增益介质的损伤阈值。 (3)根据理论分析影响Er3+/Yb3+∶glass被动调Q激光器脉冲输出的参数，通过实验对多个参数进行优化，通过优化增益介质的长度、调Q晶体Co2+∶MgAl2O4的初始透过率、泵浦光斑半径、腔长提升输出脉冲激光的能量。 (4)通过实验研究了不同切割方向Co2+∶MgAl2O4的可饱和吸收特性。测量了[100]和[110]切割方向Co2+∶MgAl2O4的各向异性透过率特性，测量结果表明[100]和[110]切割晶体透过率随入射光偏振方向周期性变化。采用[100]和[110]两种切割方向Co2+∶MgAl2O4分别构成被动调Q激光器，比较激光器的输出特性，确定采用[110]切割的晶体较有优势，相比[100]切割晶体输出能量、稳定性、光束质量、消光比略有提高。
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