摘要
2μm激光其波长处于人眼安全波段，同时也处于大气窗口，能够用于远距离气象实时监测，是激光气象雷达的重要波段。其在雷达应用、光电对抗等领域也有着重要应用。本论文通过对调Q运转下Ho∶YAG激光器进行理论分析，采用双调Q模式运转Ho∶YAG激光器实现高重频窄脉宽2μm脉冲激光输出。 建立主动调Q与被动调Q两种模式下的速率方程组模型，讨论能量上转换因子、热致折射损耗因子、谐振腔固有损耗，可饱和吸收体长度等因素对2μm脉冲激光输出特性的影响。模拟分析双端泵浦Ho∶YAG激光晶体的热分布，通过光学传播矩阵理论，模拟计算谐振腔的热稳区，确定热稳腔的参数范围。 搭建1.9μmTm∶YLF双端泵浦Ho∶YAG激光器平台，研究不同的输出镜透过率、曲率半径以及谐振腔长对连续2μm激光输出特性产生的影响，最终在26W的1908nm泵浦光束下，获得了中心波长为2090nm,功率为13.73W的连续激光输出，光能转换效率为54.27%。 开展双调Q模式下Ho∶YAG激光器实验探究，研究不同重频对输出特性影响，最终在重频在泵浦功率为5.2W，重复频率为5kHz时，获得了脉冲宽度为54.81ns，峰值功率为5.84kW的2121nm脉冲激光输出，斜率效率为54.7%。
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