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1、 单位代码 10445 学 号 2009020952 分 类 号 O437 硕硕 士士 学学 位位 论论 文文 论 文 题 目:激光晶体热效应及被动调 Q 激光特性 研究 学科专业名称: 光 学 申请人姓 名: 崔 伟 导 师 姓 名: 李 健 教授 论文提交时间: 2012 年 4 月 10 日 独独 创创 声声 明明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经 发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 （注：如没有其他需要 特别声明的，本栏可空）或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一
2、同工作 的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名： 导师签字： 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 学校学校 有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权 学校学校 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 （保密的学位论文在解密后适用本授权 书） 学位论文作者签名： 导师签字： 签字日期：2012 年 月 日 签字日期：2012 年 月 日 目录 摘要 . I Abstrac
3、t . III 第一章 导论 . 1 1.1 激光器的发展与概况 . 1 1.2 激光器的分类 . 2 1.3 激光调 Q 技术 . 3 1.4 激光晶体热效应 . 5 1.5 LD 泵浦全固态激光器 . 6 1.6 本文研究内容 . 10 第二章 Cr4+:YAG 晶体特性 . 11 2.1 Cr4+:YAG 的晶体结构 . 11 2.2 Cr4+:YAG 晶体的能级结构和饱和吸收特性 . 11 第三章 全固态腔内倍频被动调黄光激光器的理论研究 . 14 3.1 调 Q 机理及速率方程 . 14 3.2 平面波近似下的被动调速率方程理论 . 17 3.3 相位匹配倍频技术 . 19 3.4
4、实验检验理论 . 23 第四章 激光晶体热效应 . 26 4.1 热模型的建立 . 26 4.2 端面形变，热焦距和光程差的计算 . 30 4.3 影响热效应的几个因素 . 32 4.4 减小热效应的方法 . 32 全文总结 . 34 参考文献 . 35 攻读硕士期间发表文章 . 39 致谢 . 41 山东师范大学硕士学位论文山东师范大学硕士学位论文 I 激光晶体热效应及被动调激光晶体热效应及被动调 Q 激光特性研究激光特性研究 摘要摘要 半导体激光泵浦的全固态激光器因具有结构紧凑、 效率高、 热效应小、 稳定性好、 寿命长、光束质量高、工作介质覆盖的波段范围广及运转方式多样化等优点，在材料
5、加工、军事、医疗、空间通讯、光显示、光互联、光信息处理、激光加工、医疗和军 事武器装备等领域得到广泛的应用，成为目前激光领域的研究热点。 相对于主动调 Q 方式，被动调 Q 激光器结构简单，不需要任何外部驱动装置。 近年来，具有良好物理化学性能的慢饱和吸收体 Cr4+:YAG 在产生高重复频率脉冲红 外激光激光器中的理论和实验研究已趋于成熟，黄光有着广泛地应用，如在显示，医 疗，野外作业中，特别是在有雾汽情况下的大地测量，以及各种准直场合，有特殊作 用。黄光的获得多是采用腔内和频技术。本文主要对全固态腔内倍频被动调 Q 黄光 激光器以及激光晶体的热效应进行了理论研究。 1.全面地介绍了固态激光器的发展过程，对调 Q 的原理与分类进行了介绍，对晶体热 效应产生和降低和对热效应的影响因素进行了总结。 2.简略说明了 Cr4+:YAG 晶体的结构，吸收特性，光谱特性。通过 Cr4+:YAG 晶体的能 级结构，说明了调 Q 和锁模的机理， 3.给出了平面波近似下的速率方程， 结合可把倍频过程视为一种随基波光子数变化而 变化的非线性损耗以及激光晶体的热衍射损耗并在此基础上考虑腔内光子数密度的 高斯分布，给出了 LDLD 泵
