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1、激光原理与技术课程设计激光原理与技术课程设计课题名称：课题名称： 固体激光器光路设计与计算固体激光器光路设计与计算 专业班级：专业班级： 2011 级光信息级光信息 学生学号：学生学号： * 学生姓名：学生姓名： 学生成绩：学生成绩： 指导教师：指导教师： * 课题工作时间：课题工作时间： 2014.6.4 至至 2014.6.13 武汉工程大学教务处 2一、课程设计的任务和要求要求：1、具备独立查阅激光原理、激光技术以及激光器件相关文献和资料；能提出并较好地的实施方案；具有收集、加工各种信息及获得新知识的能力。2、具备独立设计激光器的能力，能对基本激光应用系统的进行研究、分析及比较的能力。3
2、、具备采用计算机软件进行数值计算、仿真、绘图等能力。4、工作努力，遵守纪律，工作作风严谨务实，按期圆满完成规定的任务。5、综述简练完整，立论正确，论述充分，结论严谨合理；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确。6、工作中有创新意识，对前人工作有一定改进或独特见解。7、内容不少于 3000 字，图和计算结果要求打印。技术参数：1、9 个 808 半导体激光器组成侧泵模块，功率 180W，北京吉泰；2、Nd:YVO4 晶体尺寸 365mm；激光器输出功率 50；3、8 倍扩束；4、谐振腔长 48 厘米，侧泵模块放置腔中间，Q 开关位于模块和全反射镜中间；腔镜
3、为平面反射镜，透射率为 15%。 任务：1、简述半导体泵浦的激光器原理和应用2、参照实验室原型，用 solidworks 软件画出激光器的设计图3、侧泵激光器腔长侧泵激光器腔长 480mm，输出镜曲率半径为，输出镜曲率半径为 5m，聚焦透镜离输出镜，聚焦透镜离输出镜520mm，焦距为，焦距为 45mm，计算经聚焦以后的激光光斑直径。，计算经聚焦以后的激光光斑直径。用 Matlab 软件计算输出（用 Q 参数方法计算，写出 Matlab 程序）3R1=F=45mmL=48cmR2 =5mT=15%L=100cm二、进度安排1、2014.6.4-2014.6.4 选题2、2014.6.4-2014
4、.6.11 分析资料、提出设计方案3、2014.6.10-2014.6.12 讨论、修改方案，写出初稿4、2014.6.13 定稿交稿三、参考资料或参考文献1、 激光原理第五版，周炳琨2、 激光器设计基础 ，赫光生、雷仕湛3、 激光器件与设计 ，吕百达4、 固体激光工程 ，孙文5、 激光光学激光束的传输变换和光束质量控制 ，吕百达6、solidwork 产品设计范例，清华大学出版社7、Matlab 程序设计与应用，高等教育出版社指导教师签字：* 2014 年 6 月 4 日 教研室主任签字： 2014 年 6 月 4 日4四、课程设计摘要（中文）摘要：激光是二十世纪最重大、最实用的发明之一，它
5、在短短几十年内就推广应用到 现代工业、农业、医学、通信、国防和科学技术的各个方面。激光是光的受激辐射， 因而它与自发辐射的普通光源不同，具有极好的方向性、极高的光亮度和相干性。自 第一台红宝石激光器问世，固体激光器就一 直占据了激光器发展的主导地位，特别 是在 20 世纪 80 世纪 80 年代出现的半导体激光器以及在此基础上出现的全固化固 体激光器更因为体积小、重 量轻、效率高、性能稳定、可靠性好和寿命长 等优点， 逐渐成为光电行业中最具发展前途的领域。本次设计简述了半导体泵浦的激光器原理 和应用，参照实验室原型，用 Solidworks 软件画出了激光器的设计图；根据设计基 本参数，使用
6、Matlab 软件计算出了经聚焦以后的光斑半径与位置。 关键词：固体激光器；Solidworks；Matlab五、课程设计摘要（英文）Abstract：Laser is one of the most significant and most useful invention in twentieth Century.it is applied to every aspect of modern industry, agriculture, medicine, communication, national defense and science and technology in just
7、a few decades. Laser light amplification by stimulated emission of radiation, so it and the spontaneous radiation of common light sources of different, directional, high has excellent brightness and coherence. Since the first ruby laser, solid state laser has been dominated the development of the la
8、ser, especially the full solidified solid laser appeared in twentieth Century eightieth Century 80 years of semiconductor lasers and on the basis of the more because the advantages of small size, light weight, high efficiency, stable performance, good reliability and long service life, photoelectric
9、 industry has gradually become the most promising field. This design introduces the principle and application of laser diode pumped, reference laboratory prototype, using Solidworks software to draw a design laser; according to the basic parameters of the design, use Matlab software to calculate the
10、 radius and position focus future. Keywords：solid-state lasers; Solidworks; Matlab5六、指导教师评分评价内容具 体 要 求权重得分调查论证能独立查阅文献和从事其他调研；能提出并较好地论述课 题的实施方案；有收集、加工各种信息及获得新知识的能力。10实践能力独立设计、计算、绘图的能力（课程设计） ；能正确选择 研究（实验）方法，独立进行研究的能力（学年论文） 15分析解决问 题能力能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题（课程设计） ；或能对课题进行理论分析，得出有价值的结论（学年论文） 。15工作量、工 作态度按
11、期圆满完成规定的任务，工作量饱满，难度较大，工作 努力，遵守纪律；工作作风严谨务实。10质量综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨 合理（或设计过程完整，设计内容完全） ；文字通顺，技术用 语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整 洁、正确；论文（设计）结果有参考价值。40外语和计算 机应用能力在课程设计或学年论文中，能够体现外语和计算机的应用 能力。5创新工作中有创新意识；对前人工作有改进或独特见解。5综合评语指导教师签字：2014 年 6 月 12 日6七、答辩记录记录人（签字）：2014 年 6 月 13 日答辩意见及答辩成绩答辩小组教师（签字）：2014 年
12、6 月 13 日课程设计总评成绩：（指导教师评分80%+答辩成绩20%）7目录前言.8第一章 半导体泵浦激光器原理和应用.81.1 激光原理.91.2 半导体泵浦激光器的应用.10第二章 激光器的设计过程.112.1 半导体泵浦激光器设计方案.112.2 激光器的设计图.112.3 计算聚焦后激光光斑直径.122.4 聚焦透镜焦距与光斑半径的关系.14第三章 总结.15参考文献.158前言激光是二十世纪最重大、最实用的发明之一。1917年爱因斯坦提出受激辐射理论，1958年12月肖洛和汤斯发明激光原理，1960年7月梅曼制成世界第一台红宝石激光器。激光具有方向性好、亮度高、单色性好、相干性好等特点，应用领域十分广泛。 半导体泵浦532nm绿光激光器具有波长短、光子能量高、在水中传输距离远和人眼敏感等优点，效率高、寿命长、体积小、可靠性好。近几年在光谱技术、激光医学、信息存储、彩色打印、水下通讯、激光技术等科学研究及国民经济许多领域中展示出极为重要的应用，成为各国研究的重点。自第一台红宝石激光器问世，固体激光器就一 直占据了激光器发展的主导地位，特别是在 20 直占据了激光器发展的主导地位，特别是在 20 世纪 80 世
