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摘要：由于1.5μm波段的激光在光纤中传输时损耗较低、对应着大气的第三个低损耗传输窗口而且对人眼比较安全等优点,由此在光纤通讯、量子信息传输、国防军事以及医学中有着广泛的运用。正因为1.5μm波段激光的这些特殊性能以及重要的用途,1.5μm波段激光器的研制受到了极大的关注。目前产生1.5μm波段激光的策略主要有拉曼激光器、光纤激光器、光学参量法以及固体激光器。随着科学探讨的进一步进展,量子光学及量子信息的实验探讨对激光光源的性能提出了更高的要求,实验中需要一台噪声低、稳定性好的单频激光器。目前实验中所用的激光光源一种是光纤激光器,其量子噪声较高,实验中需要通过模清洁器来降低噪声,而模清洁器给实验带来了较大的损耗；另一种光源则是1064nm激光器通过非线性频率变换的策略产生的OPO激光器,这种光源由于系统庞大,运转中稳定性较差。与其它策略相比,LD端面泵浦激光增益介质获得的1.5μm波段激光器,通常情况下可以满足噪声低、稳定性好的要求,由此,我们的目的就是在实验上获得一台低噪声稳定运行的固体激光器,实验中我们所用的激光增益介质为Er,Yb:YAB晶体。与Nd:YVO4及Nd:YAG激光晶体相比,Er,Yb:YAB晶体的热性质较差,实验中热效应非常严重,由此,在我们的实验中,降低热效应并减小热效应对激光器输出性能的影响是我们需要克服的主要困难。实验中我们详细浅析了固体激光器中的热效应,以及热效应对激光器的影响,浅析了我们的激光器中热效应严重的理由。通过改善,一定程度上降低了激光器的热效应,实验获得了290mW的连续单横模1.5μm激光输出,本论文的主要探讨内容包括：1.详细的浅析了固体激光器中热量沉积的理由,浅析了热致衍射损耗、热透镜效应、热致双折射以及热退偏效应,并浅析了一些克服并补偿这些热效应的措施。2.不同实验条件下,我们利用有限元浅析软件模拟了激光晶体内部的温度场分布,在不同聚焦位置的模拟中,当泵浦光聚焦到晶体前表面时,晶体内的最高温度为810℃,聚焦到晶体内100μm处时最高温度为811.7℃,而聚焦到晶体中心和后表面时最高温度分别为581.7℃和377℃。在我们的实验模型中,晶体内的纵向热流主要依靠端面空气对流实现,由此,我们利用有限元的策略浅析了考虑端面空气对流和不考虑端面空气对流时的温度场分布,结果发现,端面空气对流几乎对晶体内的温度场分布没有影响,也就是说晶体内部的纵向热流很小,即晶体内的热几乎全部沿径向流出,由此径向温度梯度很大,这是热效应严重的一方面理由。3.我们利用刀片法在实验上测量了激光器连续工作时的热焦距,当抽运光功率为5W时,激光器的热焦距仅为1Omm左右。4.在实验上设计了两镜驻波腔,并通过优化腔长,在泵浦功率为4.95W时,实验获得290mW的连续单横模1.5μm激光输出,激光转换的斜效率为8.5%。关键词：1.5μm激光论文微片激光晶体论文热透镜效应论文热致双折射论文热致衍射损耗论文有限元浅析策略论文
中文摘要8-10
ABSTRACT10-12
第一章 概述12-18
1.1 1.5μm波段固体激光器的探讨进展12-13
1.2 1.5μm波段的激光晶体13-15
1.3 LD泵浦Er,Yb:YAB激光器热效应的探讨进展15-17
1.4 本论文的主要工作17-18
第二章 LD泵浦Er,Yb:YAB激光器的热效应18-34
2.1 引言18-20
2.2 LD端面泵浦固体激光器中的热透镜效应20-22
2.3 LD端面泵浦固体激光器的热致衍射损耗22-24
2.4 LD端面泵浦固体激光器的热致双折射效应及热退偏损耗24-27
2.5 晶体热致双折射效应的补偿27-32
2.6 本章小结32-34
第三章 Er,Yb:YAB激光器中激光晶体内部的温度场分布及热焦距测量34-44
3.1 温度场的论述浅析34-35
3.2 Er,Yb:YAB激光器中激光晶体内部的温度场分布35-40
3.3 Er,Yb:YAB激光器中激光晶体热透镜的测量40-42
3.4 本章小结42-44
第四章 Er,Yb:YAB激光器的实验探讨44-52
4.1 引言44
4.2 Er,Yb:YAB激光器谐振腔的设计44-47
4.3 Er,Yb:YAB激光器的实验装置及实验结果47-50
4.3.1 环形腔实现1550nm激光输47-49
4.3.2 驻波腔实现1550nm激光输出49-50
4.4 本章小结50-52
第五章 总结与展望52-54