ld泵浦双频nd：yag激光技术研究

1、西安理工大学 硕士学位论文 LD泵浦双频Nd：YAG激光技术研究 姓名：卢伟超 申请学位级别：硕士 专业：测试计量技术及仪器 指导教师：焦明星 20070301 援叠 论文题曩：L D 泵灞双频N d ：Y A G 激光技本研究 学科专盟：溯试诗量技术及仪器 作者姓名：卢伟超签名：曼整塑 导师姓名：焦明星教授签名：焦丝量 摘要 双频激光器在绝对躐离干涉溅交中占膏极其熏要静缝位，蠢秀这稃涮爨方法溅量 豹是躐离蔼不是位移，所以不错要精密的导轨，但要求双频激光光源的频麓尽可能大， 以获得较小的合成波长，进而提高测詹精度。因此，研究双频激光技术具有十分重要 的惹义。 本论文对激光= 极管( L D ) 泵浦双频激光技术进行了理论分析和实验研究，设计 并验诞了一种新型超大颓差双频激光器方案。论文主要内容如下： 第一，分辑了L D 泵演固体激光器的慕本理论，通过四能级固体激光系统速率方 程，对L D 泵浦网体激光器的工作特性进行了理论分析，并建立了相应的实验系统， 谚究了该系统豹簸毽特蠖。 第二，分析了倍频激光器涟续运转理论，讨论了K T P 晶体倍频的相位匹配问题。 狂类相位嚣配要求基波鹣镳髹方

2、淘耩蔓正交，当麓渡翡嚣令蒸交势豢相等拜雩，傣叛效 率最磁。 第三，优化了双频N d ：Y A G 激光器设计方案，使激光器结构更鸯西紧凑。应丽双折 射滤光片的选摸特性实现了单频激光振荡输出；通过改变K T P 的f 光偏振态与偏振分 光棱镜P 分壤之间的夹角，实现了双腔绿光输出。 第罄，浚谤7 激光羧率稳定方案，疰弱F - P 光羚麓光谱璎论讨论了灵敏度秘调裁 频率急问的关系，并用M a t l a b 软件进行了数值仿真。 关键键；双频激光器，奎融：Y A G 晶体，L D 聚溘，K T P 馈频，频率稳定 西安理工大学硕士学位论文 T i t l e ：S T U D YO FL D - P U M P E DD U A L - F R E Q U E N C YN d ：Y A GL A S E R T E C H N l Q U E M a j o r ：M e a s u r e m e n tT e c h n o l o g i e sa n dI n s t r u m e n t a t i o n s C a n d i d a t e ：W e i c h a o

3、L U S i g n a t u r e ：型：丝 S u p e r v i s o r ：P r o f M l n g x l n gJ I A OS i g n a t u r e ：忽- 2 i 丝 A b s t r a c t D u a l - f r e q u e n c y l a s e r p l a y s a n e x t r e m e l yi m p o r t a n t r o l e i na b s o l u t e 。d i s t a n c e i n t e r f e m m e t r y B e c a u s et h i sm e a s u r e m e n ta p p r o a c hm e a s u r e st h ed i s t a n c er a t h e rt h a nt h e d i s p l a c e m e n t , i td o e s n tn e e dp r e c i s eg u i d er a i l ，b u ti no r d e rt oi m p r

4、o v et h ea c c u r a c yo f a b s o l u t e d i s t a n c em e a s u r e m e n t ，s m a l l e rs y n t h e t i cw a v e l e n g t hi s r e q u i r e d ，w h i c hC a l lb e o b t a i n e db yu s eo fad u a l - - f r e q u e n c yl a s e rs o u r c ew i t hi t sf r e q u e n c y d i f f e r e n c ea sl a r g ea s p o s s i b l e A s ar e s u l t ，i n v e s t i g a t i n gt h e d u a l - f r e q u e n c y l a s e rt e c h n i q u ei so fg r e a t s i g n i f i c a n c e A l a s e r - d i o d e ( u

5、 ) ) e n d - p u m p e dd u a l f r e q u e n c yN d ：Y A Gl a s e rt e c h n i q u ei sa n a l y z e d t h e o r e t i c a l l y a n d i n v e s t i g a t e de x p e r i m e n t a l l y , a n dan o v e ls c h e m e o f l a r g e f r e q u e n c y - d i f f e r e n c ed u a l f r e q u e n c yl a s e ri sd e s i g n e da n dv e r i f i e d M a i nc o n t e n t so ft h i st h e s i s a r ci n c l u d e da sf o l l o w s F i r s t ，t h et h e o r yo fL D p u m p e ds o l i d - s t a t el a s e r (

6、 D P S S L ) i sa n a l y z e d B ym e a n so ft h e r a t e e q u a t i o n o f f o u r - e n e r g y - l e v e l s o l i d s t a t el a s e r s y s t e m ，t h eD P S S Lo p e r a t i n g c h a r a c t e r i s t i c sa r ea n a l y z e dt h e o r e t i c a l l ya n di n v e s t i g a t e d T h ec o r r e s p o n d i n gD P S S L e x p e r i m e n t a ls y s t e mi se s t a b l i s h e da n d i t so u t p u tc h a r a c t e r i s t i c sa r ei n v e s t i g a t e d S e c o n d l y , t h ec o n t

7、 i n u o u s - w a v eo p e r a t i n gt h e o r y o ft h e f r e q u e n c y d o u b l e d l a s e ri s a n a l y z e d T h ep r o b l e mo fp h a s e m a t c h i n gi nK T Pf r e q u e n c y d o u b l i n gc r y s t a li sd i s c u s s e d T h e t y p e - I Ic r i t i c a lp h a s e m a t c h i n gr e q u i r e st h a tt h ep o l a r i z a t i o nd i r e c t i o n so ft h ef u n d a m e n t a l w a v e sb em u t u a l l yp e r p e n d i c u l a r , a n dt h ef r e q u e n c y - d o u b l i n g

8、e f f i c i e n c yr e a c h e st h em a x i m u m w h e nt h em a g n i t u d e so fb o t hc o m p o n e n t so ft h ef u n d a m e n t a lw a V e Sa r ee q u a l T h i r d l y , t h ed e s i g n e ds c h e m eo fd u a l - f r e q u e n c yN d ：Y A Gl a s e ri so p t i m i z e d ，a n da c o m p a c tl a s e rc o n f i g u r a t i o ni so b t a i n e d T h es i n g l e - f r e q u e n c yl a s e ro u t p u ti sr e a l i z e db y m e a n so ft h el o n g i t u d i n a lm o d es e l e c t i o np r

9、 o p e r t yo ft h eb i r e h i n g e n tf i R e r T h eg r e e nl a s e r b e a m s 锄b eo u t p u tf r o mt h et w oc a v i t i e sb yc h a n g i n gt h ea n g e lb e t w e e nt h efc o m p o n e n to f K T Pa n dt h ePc o m p o n e n to ft h eP B Se l e m e n t L a s t l y , t h es c h e m eo fl a s e rf r e q u e n c ys t a b i l i z a t i o ni sd e s i g n e d T h er e l a t i o n s h i pb e t w e e n s e n s i t i v i t ya n dm o d u l a t i o nf r e q u e n c yi sd i s c u s s e db ya p p l i c a t i o no ft h eF Po p t i c a lh e t e r o d y n e 毓 ! 些! 生! ! ! 一 一 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ - _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - 。_ _ _ _ _ 。_ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。- 。1 s p e c t r u mt h e o r y , a n dt h en u m e r i c a ls i m u l a t i o n i sc a r r i e do u tb yU S Co ft h eM a t l a bs o f t w a r e K e y w o r d s ：d u a l 一丘e

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