调全固态激光器论文-张冰妍

调全固态激光器论文-张冰妍

导读:本文包含了调全固态激光器论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:双腔双频全固态激光器,谱线宽度,谱线压窄,外腔反馈

调全固态激光器论文文献综述

张冰妍[1](2019)在《双腔双频全固态激光器谱线压窄技术研究》一文中研究指出全固态激光器稳定性好、体积小、寿命长,在激光雷达、相干探测、激光干涉测距等方面具有广泛应用。在以双频全固态激光器为光源的合成波绝对距离干涉测量中,激光线宽决定相干长度,从而影响测距范围,欲实现大范围绝对测距,需要采用窄线宽双频全固态激光器作光源,因此开展双频全固态激光器谱线压窄技术研究具有重要的应用价值。本论文主要针对双腔双频Nd:YAG全固态激光器,采用外腔反馈方法与技术,即通过改变外腔长和外腔镜反馈量,实现双频激光谱线压窄。论文主要研究内容包括以下几方面:第一,介绍了国内外单频激光器谱线压窄技术研究现状,分析了双腔双频Nd:YAG全固态激光器的系统组成及工作原理,设计了基于平面镜外腔反馈法的双腔双频Nd:YAG全固态激光器谱线压窄方案,即通过改变激光器的外腔长和外腔反馈量压窄双频激光的谱线宽度,理论分析了激光谱线压窄方案的可行性。第二,建立了外腔反馈1064nm单频Nd:YAG全固态激光系统,实验研究了激光振荡特性、输出特性和激光线宽特性。激光器的阈值泵浦功率为1.15W,斜效率为15%,1064nm单频激光输出功率达到115mW。当外腔长依次取为50mm、100mm和150mm时,通过在外腔反射镜前边放置可调衰减器以改变外腔反馈量,实验研究激光线宽的变化。研究结果表明,谱线宽度随着外腔长和外腔反馈量的增大而减小,激光谱线宽度从0.087nm减小至0.026nm,相应的频率线宽从23.055GHz减小至8.74GHz。第叁,建立了外腔反馈1064nm双腔双频Nd:YAG全固态激光器系统,实验研究了直线腔和直角腔的激光振荡特性及激光线宽特性。直线腔和直角腔的单频激光输出功率分别达到82.4mW和38.5mW;当直线腔和直角腔的外腔长分别为50mm、100mm、150mm时,改变外腔反馈量的大小,实验研究直线腔和直角腔单频激光线宽的变化。研究结果表明,直线腔和直角腔单频激光线宽均随外腔长和外腔反馈量的增大而减小,直线腔单频激光谱线宽度从0.088nm减小至0.027nm,相应的频率线宽从23.266GHz减小至7.1GHz;直角腔单频激光谱线宽度从0.069nm减小至0.028nm,相应的频率线宽从16.4GHz减小至7.505GHz。总之,本论文主要针对双腔双频Nd:YAG全固态激光器的谱线压窄方法与技术进行了理论分析和实验研究,研究结果表明,激光谱线宽度随着外腔长和外腔反馈量的增大而减小。该项研究为今后进一步开展窄线宽双频全固态激光器的研究与开发工作奠定了重要的基础。(本文来源于《西安理工大学》期刊2019-06-30)

刘芳华,龚鑫,张雅楠,孟俊清,陈卫标[2](2019)在《808nm垂直腔面发射激光器阵列抽运的全固态激光器研究进展》一文中研究指出与传统的边发射半导体激光器相比,垂直腔面发射激光器(VCSEL)具有线宽窄、光束质量好、可靠性高和制造成本低等优点。随着808nm VCSEL阵列的输出功率和转换效率的提高,VCSEL阵列成为了固态激光器抽运源的新选择。介绍了VCSEL的性能优势、应用场合及发展现状,综述了VCSEL阵列抽运的固态激光器的研究进展,讨论了其技术缺陷及发展前景。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2019年12期)

于德洋[3](2019)在《中红外全固态激光器热电控制关键技术研究》一文中研究指出3~5μm波段中红外激光在大气传输过程中衰减小,同时覆盖了许多原子、分子的吸收峰,因而被广泛应用于激光光谱学、大气环境监测、光电对抗、激光远程探测等相关领域。为了进一步提升激光器的稳定性、可靠性和环境适应性,同时满足在机载、空间等复杂环境下对激光器体积、重量、功耗等方面的苛刻要求,本论文以所研制的全光纤泵浦MgO:PPLN中红外固态激光器为例,围绕激光器内部种子源、激光介质和非线性光学晶体等关键器件的高稳定、高精度温控,高功率泵浦源的高稳定、高可靠驱动和无液冷散热等电子学与热力学关键技术问题,主要从热电制冷温控系统模型辨识与控制技术、半导体激光泵浦源恒电流驱动技术和中红外全固态激光器无液冷热控技术叁方面展开研究。论文的主要研究工作如下:1.针对由半导体热电制冷片、模拟热负载和散热器组成的热电制冷温控系统,基于半导体热电效应原理,建立了温控系统的热力学平衡方程;通过对方程组进行小信号线性化处理,确定了温控系统的数学模型,该模型具有单零点、双极点和时延特征;搭建了系统模型参数辨识实验平台,设计了一种5阶伪随机二进制M序列(Maximal Length Sequence)作为系统辨识输入信号,采用最小二乘算法对温控系统模型参数进行辨识,获取了不同热负载和激励信号下的模型参数,辨识结果表明模型参数随不同工况条件而变化。针对温控系统模型的非线性、时变特点,将模糊控制与PID(Proportion-Integral-Differential)控制相结合,设计了一种参数自整定模糊PID控制器,采用模糊推理对PID参数进行在线整定,通过Simulink仿真对系统温控效果进行了对比和分析。2.对半导体激光器基本工作原理,输出特性,温度变化对其阈值电流、功率、波长的影响关系,以及器件失效机理进行了深入分析。在基于深度负反馈的半导体激光器恒电流驱动电路原理基础上,提出了一种基于双闭环数字化控制方式的LD(Laser Diode)半导体激光恒电流驱动方法,采用基于负反馈放大电路的外环控制与PID内环控制相结合的双闭环控制方式,并通过输入电源滤波电路,对驱动电路供电进行去噪处理,有效提高了驱动电路输出电流的稳定性和精确度。结合半导体激光器激光器的主要失效原因,通过对LD驱动电路进行限流保护电路设计、基于数字化延时控制的软启动保护电路设计和防浪涌保护电路设计,提升了半导体激光器的安全性和可靠性。3.针对全光纤泵浦MgO:PPLN中红外全固态激光器,设计了一种由半导体热电制冷片、自动温控电路、散热肋片、轴流风扇和热管组成的小型化无液冷热控系统。建立了一种数学模型和方法以近似估算激光器无液冷热控系统在不同环境温度下的散热能力;在COMSOL仿真软件中建立了激光器散热系统的有限元模型,并对系统稳态热分布进行了仿真,对比分析了热管、风扇转速对系统散热能力的影响;根据仿真结果和数学模型近似估算出了激光器热控系统的最大散热能力。在室温和高温环境下分别对激光器进行了出光实验,激光器在工作过程中,泵浦激光温度能够被控制在稳态误差±0.1°C温度范围以内。理论仿真与试验结果表明,该无液冷热控方案有效提升了中红外全固态激光器的环境适应性,同时还可用于其它泵浦功率百瓦量级的固态激光器散热。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)》期刊2019-06-01)

张冠蕾[4](2019)在《全固态激光器自混合干涉振动测量系统设计》一文中研究指出微振动测量是工程技术领域重要的研究方向,常用的微振动测量方法是利用光的干涉进行非接触式无损测量。激光自混合干涉(Self-Mixing Interference,SMI)测量以结构简单、灵敏度高、耐腐蚀、稳定运行在恶劣环境下等多种优势,引起微振动测量领域专家学者浓厚的研究兴趣。与常用的半导体激光器相比,全固态激光器具有频率稳定性高、能量存储能力强、线宽窄等优点,成为激光自混合干涉微振动测量系统的首选光源,因此设计并开发全固态激光器自混合干涉微振动测量系统具有广阔的工程应用前景。论文的主要研究内容包括以下几方面:首先,在综述激光自混合干涉测量技术研究现状的基础上,设计了用于低频微纳米量级振动测量的二极管端面泵浦Nd:YAG微片激光器自混合干涉测量方案,建立了SMI振动测量的数学模型,并进行了数值仿真,仿真结果表明了 SMI模型的有效性和微振动测量方案的可行性;其次,建立了二极管端面泵浦Nd:YAG微片激光器自混合干涉微振动传感实验系统,并进行了实验研究,实验获得了性能稳定的自混合干涉信号;设计了自混合干涉调理电路,包括电流电压转换、信号放大、滤波等电路,并对其进行功能测试,测试结果表明,调理电路设计合理,能够对SMI信号提供良好的预处理;最后,设计了基于FPGA的SPI串行数据采集与传输系统和自混合干涉振动测量算法,经数据处理后求得微振动的频率和幅值。在现有实验条件下,频率测量范围为30~200 Hz,振幅测量范围为0~15μm,测量频率的相对误差不超过0.63%,测量振幅的相对误差不超过9.36%。达到了预期实验目标。综上所述,本论文设计的全固态激光器自混合干涉微振动测量方案可行。该项研究是一种具有实用意义,且价格相对低廉的高精度微振动测量系统设计,为以后进一步开展微振动测量研究与应用奠定了基础。(本文来源于《西安理工大学》期刊2019-03-01)

楼康平,赵柏秦[5](2019)在《利用多吸收峰降低全固态激光器温控功耗》一文中研究指出半导体激光器(LD)的工作波长是随温度变化的,对LD进行温控是扩展全固态激光器(DPSSL)正常工作温度范围的常用方法,但常用的控温方法在-50~70℃的宽温区范围存在体积大、能耗高、效率低等问题。通过实验测试得到GaAs量子阱激光器的波长温度漂移系数为0.25 nm/℃,分析了Nd:YAG晶体吸收谱的多峰特性。提出采用高温时工作波长为808 nm的GaAs量子阱激光器作为泵浦源,利用Nd:YAG晶体的795.7 nm和808 nm的两个吸收峰,通过分段加热控温降低温控功耗的方案。实验结果显示:全固态激光器在两个吸收峰处得到的输出脉冲特性基本相同,在温度较低时,分段控温的加热功率减小了4.7 W,接近不分段最大加热功率的一半。(本文来源于《红外与激光工程》期刊2019年04期)

陈思露,张鑫,蒋静,孟俊清,陈卫标[6](2018)在《VCSEL侧面抽运的全固态激光器》一文中研究指出研究了一种VCSEL(垂直腔表面发射激光器)侧面抽运的全固态激光器,报道了一种可以稳定工作的紧凑型Nd:YAG激光器。该激光器采用VCSEL阵列进行侧面抽运,利用微透镜阵列对VCSEL阵列进行准直,并以柱透镜将抽运光整形为线形光束以获得足够高的功率密度,以Cr~(4+):YAG作为可饱和吸收体进行被动调Q,最终得到重复频率为40 Hz、脉宽为4 ns及单脉冲能量为2.1 mJ的激光输出。测试结果表明,该激光器在较大的温度范围内都可以实现稳定的激光输出,同时具有结构紧凑、高抗失谐和高抗振动的特性,可作为未来空间激光探测及其他特殊环境下应用的光源。(本文来源于《中国激光》期刊2018年10期)

闫佳[7](2018)在《高功率全固态激光器助力“先进制造”——“光纤输出高功率全固态激光器关键技术及应用”获国家技术发明奖二等奖》一文中研究指出"工欲善其事,必先利其器。"对于制造业而言,活跃在各个领域的激光器,便是驱动其发展的一把"利器"。激光作为人类历史上最伟大的发明之一,正在点亮中国制造并改变世界。近日,林学春团队完成的"光纤输出高功率全固态激光器关键技术及应用"荣获国家技术发明奖二等奖。激光制造是"先进制造"的核心,而高功率激光器是激光制造的关键部件。单从市场规模来看,激光行业似乎有些微不足道,但对很多行业(本文来源于《中国高新科技》期刊2018年13期)

陆俊,丁建永,贺岩,于广礼,杨彬[8](2018)在《机载激光雷达用高重复频率亚纳秒双波长全固态激光器》一文中研究指出研究了晶体材料、腔长、抽运功率等对调Q脉冲宽度的影响,研制了一台基于Nd:YVO4晶体的高效率、结构紧凑的双波长激光器。该激光系统采用主振荡功率放大(MOPA)结构,振荡级产生重复频率为5kHz、脉冲能量为400μJ、脉冲宽度为1.1ns的1064nm基横模激光,通过878.6nm零线抽运的Nd:YVO4级联放大器,脉冲能量和脉冲宽度变为2.72mJ和1.03ns;通过叁硼酸锂(LBO)晶体腔外倍频,获得了脉冲能量为1.54mJ,倍频效率大于56%,激光脉冲宽度小于910ps,峰值功率为1.7 MW的532nm绿光激光输出。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2018年08期)

孙延笑[9](2018)在《基于WSe_2可饱和吸收体的946nm主被动调Q全固态激光器研究》一文中研究指出Nd~(3+)离子的准叁能级跃迁(~4F_(3/2)→~4I_(9/2))可以输出波长为946nm的脉冲激光,在水蒸气探测、臭氧探测以及差分吸收雷达等领域有着特殊的应用。其中,差分吸收激光雷达和水下激光通信领域对高重复频率、高峰值功率的~900nm激光器有很大应用需求。此外,946nm脉冲激光可以通过倍频技术产生波长为473nm的蓝色脉冲激光,广泛应用于激光生物医学、高密度光存储、数字视频技术和激光彩色显示等领域。因此,关于946nm脉冲激光器关键技术研究成为热点。本文的主要内容包括层状WSe_2材料结构特性表征与光学特性研究。通过拉曼光谱、AFM、线性透过率等实验对材料的表面形貌、结构特性进行表征,证明实验中采用的WSe_2样品为单层材料。为了深入分析材料的非线性光学特性,我们搭建了1064nm/532 nm脉冲激光器并设计Z扫描实验装置。通过Z扫描实验对材料的非线性光学特进行研究,得到单层WSe_2材料饱和吸收相关特性参数。进一步,为获得高峰值功率、窄脉冲宽度及高光束质量的946 nm脉冲激光,我们利用WSe_2作为可饱和吸收体实现被动调Q,结合双布儒斯特角切割的MgO:LiNbO_3电光晶体实现主动调Q,并利用脉冲半导体激光器作为泵浦源,采用侧面泵浦的方式,实现主被动调Q脉冲激光输出;此外,我们对不同重复频率下主被动调Q激光器的脉冲输出特性包括功率变化、脉冲宽度等进行实验研究;进一步,基于实验结果利用速率方程理论对主被动调Q激光进行数值模拟,得到的实验结果与模拟结果能够很好地吻合。(本文来源于《西北大学》期刊2018-06-01)

周丹丹[10](2018)在《914nm LD端面泵浦电光腔倒空全固态激光器研究》一文中研究指出高重频大能量窄脉宽固体激光器,因其具有重复频率高、脉冲宽度窄以及峰值功率高等优势,已被广泛应用于激光工业、超远距离测量、光电雷达、激光对抗等领域。例如:在加工工业中被用来完成钻孔、焊接、切割和快速成型等;在雷达探测中被用来进行遥感测距、成像制图等;在IT行业中被用做光通信,光存储和光信息处理的光源;在现代科学研究中被广泛应用于激光核聚变、光谱分析、诱导化学反应等,因此对其进行研究是非常有意义的。本研究围绕设计实现结构紧凑、重复频率7kHz、单脉冲能量大于5mJ、脉冲宽度小于5ns的激光器这一目标,以全固态激光器的优势为切入点进行了发展及现状调研。首先针对1064nm激光谱线从四能级速率方程理论出发,分析了LD端面泵浦激光器的泵浦光场及振荡光场分布特性以及模式匹配对激光器输出功率及斜效率的影响。通过?采用光纤耦合输出的914nm半导体激光器作泵浦源提高量子效率;?选用对泵浦波长吸收系数较低的低掺杂浓度的Nd:YVO_4晶体减小热透镜效应的影响,并采用双晶体串接结构来保证晶体充分能吸收泵浦光;?通过优化泵浦光与振荡光的模式匹配参数提高了激光器的光光转换效率。经过理论分析和实验研究优化确定了实现高重频大能量窄脉宽激光器所需的谐振腔长度、最佳泵浦位置、触发延时等参数。实验采用电光腔倒空技术和双棒串接结构,通过减小热透镜效应的影响并保证振荡光与抽运光的良好模式匹配,实现了高重频、大能量、窄脉宽1064 nm线偏振脉冲激光输出。激光器采用914nm光纤耦合半导体激光器端面抽运Nd:YVO_4晶体,以BBO普克尔盒作为电光开关。在重复频率7kHz的条件下,谐振腔腔长450mm,晶体吸收功率为79.6W时,获得了脉冲宽度4ns,单脉冲能量5mJ,最大平均输出功率35W,峰值功率1.25MW,光束质量M~2为1.58的稳定脉冲激光输出,对应的光光转换效率为44%。(本文来源于《北京工业大学》期刊2018-06-01)

调全固态激光器论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

与传统的边发射半导体激光器相比,垂直腔面发射激光器(VCSEL)具有线宽窄、光束质量好、可靠性高和制造成本低等优点。随着808nm VCSEL阵列的输出功率和转换效率的提高,VCSEL阵列成为了固态激光器抽运源的新选择。介绍了VCSEL的性能优势、应用场合及发展现状,综述了VCSEL阵列抽运的固态激光器的研究进展,讨论了其技术缺陷及发展前景。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

调全固态激光器论文参考文献

[1].张冰妍.双腔双频全固态激光器谱线压窄技术研究[D].西安理工大学.2019

[2].刘芳华,龚鑫,张雅楠,孟俊清,陈卫标.808nm垂直腔面发射激光器阵列抽运的全固态激光器研究进展[J].激光与光电子学进展.2019

[3].于德洋.中红外全固态激光器热电控制关键技术研究[D].中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所).2019

[4].张冠蕾.全固态激光器自混合干涉振动测量系统设计[D].西安理工大学.2019

[5].楼康平,赵柏秦.利用多吸收峰降低全固态激光器温控功耗[J].红外与激光工程.2019

[6].陈思露,张鑫,蒋静,孟俊清,陈卫标.VCSEL侧面抽运的全固态激光器[J].中国激光.2018

[7].闫佳.高功率全固态激光器助力“先进制造”——“光纤输出高功率全固态激光器关键技术及应用”获国家技术发明奖二等奖[J].中国高新科技.2018

[8].陆俊,丁建永,贺岩,于广礼,杨彬.机载激光雷达用高重复频率亚纳秒双波长全固态激光器[J].激光与光电子学进展.2018

[9].孙延笑.基于WSe_2可饱和吸收体的946nm主被动调Q全固态激光器研究[D].西北大学.2018

[10].周丹丹.914nmLD端面泵浦电光腔倒空全固态激光器研究[D].北京工业大学.2018

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调全固态激光器论文-张冰妍
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