导读:本文包含了纳秒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:纳秒脉冲,光纤激光器,主振荡功率放大,高功率
纳秒激光器论文文献综述
文垚[1]（2019）在《基于MOPA结构的200W纳秒脉冲光纤激光器研究》一文中研究指出大功率光纤激光器作为目前工业3D制造加工的重要产品,特别是在增材加工中已经是不可或缺的部件。在率光纤激光器中,脉冲光纤激光器已经是目前科研研究的重点。脉冲主振荡功率放大光纤激光器(MOPA)由于其光束质量好、单脉冲能量大、平均功率高等优点在激光加工领域、医疗健康领域、武器制造、空间光通信领域都有着非常广阔的前景。在目前研究工作中,MOPA结构的光纤激光器在输出光功率、脉冲能量仍有进一步研究的空间。在激光放大的过程中光纤激光器产生的自发放大辐射效应(ASE)、非线性效应(Non-Linear Effect)以及热效应都是阻碍脉冲光纤激光器发展的原因。因此,基于以上研究背景下,本课题基于MOPA脉冲光纤激光系统展开相关研究,课题首先制作一台激光器,然后通过研究光纤激光器放大过程中产生的自发放大辐射和非线性效应,并且研究如何抑制这些效应从而提高平均功率,最终提高系统的光脉冲峰值功率和光束质量,输出纳秒脉冲激光。本文主要做的工作如下:(1)绪论首先介绍了光纤激光器研究的背景,以及该论文研究200 W纳秒脉冲光纤激光器的意义。并且研究了国内外关于纳秒脉冲光纤激光器的相关文献,对于光纤激光器如何产生纳秒脉冲进行了相关的总结。(2)第二章主要以脉冲光纤器的相关知识做出阐述,首先介绍了光纤激光器的基本理论部分,其次介绍了行波放大技术理论、增益光纤模式特性、非线性效应理论研究以及其他影响光纤激光器的因素。(3)第叁章主要详细阐述了基于MOPA纳秒脉冲光纤激光器的关键技术。这部分首先介绍了脉冲光纤激光器工作原理,以及针对光纤激光器中的泵浦耦合技术展开了讨论,还阐述了目前高功率光纤激光器常用的双包层光纤,最后介绍了光纤合束技术的研究现状。(4)最后的实验部分为:对于MOPA结构的高功率纳秒脉冲光纤激光器进行了实验设计,采用种子源+两级级联放大的结构。整个激光器主要由调制半导体激光种子源和一级单模单包层掺镱光纤(10μm/125μm)放大器,以及二级大模场面积掺镱光纤(30μm/250μm)组成。半导体激光种子源的光谱中心波长为1064 nm,调制之后的激光脉冲宽度为可调谐的,范围从10 ns-350 ns,重复频率在200 kHz-1500 kHz范围内可调。激光器采用风冷结构,当半导体激光种子源调制重复频率为200 kHz,脉冲宽度为350 ns时,种子光被一级单包层掺镱光纤放大器放大经过第二级放大结构最后输出为680 mW,经过二级放大后最后输出201.7 W,放大之后光谱中没有出现明显的放大自发辐射现象。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-06-01）
李川,陈安涛,赵文娟,韩一平[2]（2019）在《叁谱线、高峰值功率窄线宽纳秒光纤激光器》一文中研究指出为了抑制窄线宽脉冲光纤放大器中受激布里渊散射效应,使用多谱线技术对单频种子源的线宽进行了拓展,进行了基于叁谱线的主振荡功率放大高峰值功率脉冲全光纤激光器实验验证。结果表明,经过两级预放、一级功放,获得激光输出的最大平均功率为303W,脉宽为2.8ns,重复频率为3.1MHz,对应的峰值功率为35kW,在最高功率输出情况下,激光器的光束质量小于1.3;叁谱线结构对受激布里渊散射有着明显的抑制作用。该研究为高峰值功率的脉冲光纤激光器放大技术提供了参考。(本文来源于《激光技术》期刊2019年06期）
李磐,师红星,符聪,薛亚飞,邹岩[3]（2018）在《激光清洗用高功率纳秒脉冲掺镱光纤激光器》一文中研究指出研制了激光清洗用高能量纳秒脉冲掺镱光纤激光器,该激光器采用主动调Q技术产生纳秒脉冲,脉冲经两级主振荡功率放大器(MOPA)后可以获得高的能量和平均功率。在重复频率为100kHz时,激光器输出的平均功率最高可达302W,脉冲宽度为203ns,单脉冲能量为3mJ,光光转换效率为84%。利用该激光器进行了激光除锈实验,实验结果证明该激光器稳定可靠,可满足激光除锈、激光除漆等多种应用的需求。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2018年12期）
卢建新[4]（2018）在《小型纳秒激光器的研制》一文中研究指出二极管泵浦固体激光器(diode-pumped solid state laser)DPSSL因其体积小、重量轻、效率高等优点而成为国内外研究的热点,被广泛应用于科技、医疗、工业和军事等多个领域。固态纳秒激光器引起具有较高的峰值功率,易于实现,稳定性好等优点,用于车载系统、激光雷达系统、及航空系统等领域。目前实现激光调Q的主要技术是采用半导体可饱和吸收镜(Semiconductor saturable absorption mirror,SESAM)的被动调Q或电光、声光的主动调Q技术。SESAM的制备需要昂贵复杂的外延生长技术和繁琐的后期处理过程,制作成本高。人们一直致力于探索新型可饱和吸收体来取代SESAM,探索新型可饱和吸收体是激光物理与激光技术的一项重要研究内容。论文一方面研究基于新型可饱和吸收体的被动调Q激光器,另一方面研究基于声光调制器的主动调Q激光器,在此基础上,研究一台高性能的小型纳秒激光器样机。本文主要研究工作如下:1.制备了以重水为溶剂的黑磷与石墨烯的异质结可饱和吸收材料材,并研究了该材料的非线性特性,研究结果表明,以重水为溶剂的黑磷与石墨烯的异质结可饱和吸收体稳定性明显优于黑磷,在1064nm处具有8.7%的可饱和调制深度。论文研究了基于该可饱和吸收体的被动调Q激光器,获得了中心波长1064nm,最高重频为255kHz,最窄脉宽233ns的调Q激光器。2.研制了一台小型纳秒激光器的样机,包含采用zemax软件对半导体激光器的发光特点进行仿真及耦合光路的设计,利用solidworks软件进行机械零件设计及激光系统光路的调试。样机体积为200mm×100mm×70mm,重复频率为1-30kHz可调,在重频范围内实现最高输出功率1.7W,功率波动性小于1%,最窄脉冲宽度为41ns,最大单脉冲能量为170μJ,最高峰值功率为2.4kW,子午方向M~2因子为1.27,弧矢方向M~2因子为1.37。(本文来源于《深圳大学》期刊2018-06-30）
陆俊,丁建永,贺岩,于广礼,杨彬[5]（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）
郝海洋[6]（2018）在《基于MOPA结构的高功率纳秒脉冲光纤激光器研究》一文中研究指出高功率脉冲光纤激光器具有单脉冲能量高、光束质量好、转换效率高、热效低等特点,在激光加工、医疗保健、军事武器、精密测量等众多领域有广泛的应用。在激光加工领域中,由于不平滑脉冲的存在,难以得到理想的脉冲波形,使得输出激光的质量降低,影响加工效果,降低了激光加工的实用性,因此,输出脉冲平滑度是脉冲光纤激光器的重要指标。本文提出了控制脉冲平滑度的方法和结构,研究了非对称腔和对称腔种子源脉冲光纤激光器的输出特性,并搭建了高功率脉冲光纤激光器。论文具体工作如下:1、研究了高功率纳秒光纤激光器的相关原理。阐述了光纤激光器的结构原理,分析了脉冲光纤激光器的关键技术。详细的研究了声光调Q光纤激光器原理与MOPA结构。2、基于非对称腔的基本理论,搭建了非对称腔种子源实验系统,研究了该系统的输出特性。测试了种子源输出功率、重复频率、脉冲宽度、脉冲波形、激光光谱等参数,获得了最大输出功率为1.61W,中心波长为1063.93nm,3d B带宽为0.12nm,最小脉冲宽度为61ns,重复频率在10KHz-80KHz可调的脉冲序列。其中,重点研究了种子源输出脉冲的重复频率与Q开关重复频率不相等现象,分析了能量高低不等脉冲出现的原因;提出了控制脉冲多峰现象的方法。通过调节系统泵浦功率、Q开关的重复频率、开启时间以及上升时间等系统参数,分析其特性以及规律,成功地减少了脉冲多峰个数,提高了非对称腔种子源系统输出脉冲的平滑度,但仍存在脉冲不平滑问题。3、为了解决种子源系统输出平滑度问题,在对称腔理论基础上,提出并搭建了对称腔种子源实验系统,研究了该系统的输出特性。测试了种子源输出功率、重复频率、脉冲宽度、脉冲波形、激光光谱等参数,获得了最大输出功率为0.59W,中心波长1063.98nm,3d B带宽0.14nm,最小脉冲宽度为58ns,重复频率在10KHz-80KHz可调的平滑脉冲序列。其中,着重地研究了“混乱”脉冲出现的原因,对比分析了该系统两端泵浦功率不相等对输出脉冲平滑度的影响,解决了输出脉冲不平滑问题。4、为了提高激光器的输出功率,采用MOPA结构,搭建了高功率纳秒脉冲光纤激光器。种子源采用对称腔结构,放大级采用二级放大的方式,分别测试了一、二级放大器输出功率、脉冲宽度、激光光谱以及脉冲波形等参数,一体化集成后,最后获得平均功率为30.3W的平滑脉冲激光输出。(本文来源于《吉林大学》期刊2018-06-01）
任俊杰[7]（2018）在《全固态亚纳秒激光器的研究》一文中研究指出亚纳秒固体激光器是指脉冲宽度小于1ns的固体激光器,与传统的调Q激光器相比,它具有更窄的脉冲宽度,更高的峰值功率,在微加工与制造、激光医疗与诊断、非线性光学等科研领域有着非常广阔的应用前景。它的窄脉宽和单纵模输出可用于高精度测距和叁维成像;它的高峰值功率和高重复频率可用于激光诱导光谱和非线性光学方面的研究;它还可以通过倍频的方式得到亚纳秒532nm绿光激光器。在海洋探索和水下通信领域,窄脉宽的绿光由于蓝绿色的弱吸水性是一个重要的应用光源,在定义烧蚀气溶胶的数量和化学性质时,绿光激光器的脉冲重复率和能量稳定性起主要作用。因此,高脉冲能量的亚纳秒固体激光器具有重要的科学研究价值。本论文在理论分析和数值模拟的基础上,利用Nd:YAG/~(4+):YAG键合晶体获得了脉宽为693ps、单脉冲能量为102?J的脉冲输出,再对比端泵和侧泵放大,最终实现了3.8W的脉冲输出。论文的主要研究工作分为四个章节。第一章节,介绍了亚纳秒固体激光器的研究背景以及从激光测距,激光诱导击穿光谱,环境监测叁个方面阐述了它的应用价值。总结了亚纳秒固体激光器的国内外研究现状。描述了本论文的主要研究内容。第二章节,从光谱特性、能级结构和饱和吸收特性叁个方面介绍了~(4+):(4晶体。阐述了被动调Q的运行机理,并通过求解被动调Q速率方程组,得到了输出脉冲的峰值功率、单脉冲能量和脉冲宽度的表达式。运用脉冲放大理论获得了多程放大的能量输出表达式,为下一步实验研究提供了理论基础。第叁章节,通过对Nd:YAG和~(4+):YAG在分离的情况下进行实验获得了腔长、输出镜透过率和泵浦方式对输出脉宽的影响因素,找到了输出镜的最佳透过率。利用Nd:YAG/~(4+):YAG键合晶体参数分析了脉宽随着腔长和初始透过率的变化曲线,并最终获得脉宽为693ps,输出功率为102mW的脉冲输出。通过压缩占空比和减小耦合比的方法在一定程度上改善了脉冲的不稳定性。实验论证了~(4+):YAG晶体的偏振特性。第四章节,数值模拟了888nm端泵Nd:YV_4晶体双通放大的输出功率;测量了Nd:YV_4晶体对888nm泵浦源的有效吸收系数和短腔下888nm端泵Nd:YV_4晶体的输出功率和光光转换效率;实验最终得到双通放大输出功率为1.3W。数值计算了侧泵Nd:YAG晶体双程放大功率;实验测量了侧泵Nd:YAG晶体的短腔输出功率和光光转换效率,并采用不对称稳腔法测量了热焦距为400mm;最终获得了双通放大输出功率为3.8W。(本文来源于《北京工业大学》期刊2018-06-01）
王宇[8]（2018）在《基于全光纤结构的高功率掺镱纳秒脉冲光纤激光器》一文中研究指出近几十年来,随着高功率纳秒激光器的技术不断进步,全球范围内对高功率纳秒激光器的需求也不断增加。该激光光源所涉及的领域极其广泛,因此具有巨大的发展潜力以及应用价值。目前,在工业领域对1μm波段的高功率纳秒激光器的需求更是不断扩大。从增益介质上来看,光纤激光器和固体激光器都可以产生1μm波段的高功率纳秒激光。然而,与固体激光器相比,光纤激光器有着结构紧凑,成本低廉等诸多优点,因此,高功率、大能量的脉冲光纤激光器被誉为最新一代的工业加工光源,并且在高功率的激光加工中有着广泛的应用。那么,为了促进我国在高功率激光加工领域的发展,对于高功率纳秒脉冲光纤激光器的研究具有十分重要的现实意义。本论文的主要研究内容为基于全光纤结构的高功率掺镱纳秒脉冲光纤激光器。首先,我们研究基于半导体调制技术的高功率纳秒脉冲光纤激光器,其主要技术为直接半导体调制技术以及主振荡功率放大(MOPA)技术。其次,我们将研究全光纤结构的复合双腔纳秒脉冲光纤激光器,利用增益光纤作为可饱和吸收体,实现高功率纳秒脉冲输出。本论文的具体研究内容如下:1.对高功率掺镱纳秒脉冲光纤激光器的基本原理进行分析。结合掺镱光纤的能级结构和发光特性,对利用掺镱光纤作为增益介质产生1μm波段的激光特性进行详细介绍。阐述了光纤激光器中产生纳秒脉冲输出的主要技术及其工作机制,主要包括调Q技术、增益开关技术以及半导体调制技术。2.对半导体激光器的工作原理及其调制特性进行理论研究,并根据激光速率方程分析了光纤放大器的工作原理及其非线性效应。详细阐述以掺镱光纤作为可饱和吸收体,结合复合双腔的独特结构实现脉冲输出的工作原理,并建立理论模型进行数值仿真。3.基于半导体调制技术的全光纤高功率掺镱光纤激光器的实验研究。利用脉冲电路驱动半导体激光器,产生平均功率为510μW、脉冲宽度为44 ns、重复频率为20 kHz的1064 nm激光输出。经过MOPA结构的光纤放大器,获得平均功率20.11 W脉冲输出,同时脉宽窄化到8.8 ns,相应的单脉冲能量约1 mJ,峰值功率达到113 kW,输出激光中心波长为1064.2 nm,光束质量M~2<1.8。4.基于全光纤结构的复合双腔纳秒脉冲光纤激光器的实验研究。内腔采用纤芯直径为10μm的掺镱光纤作为可饱和吸收体,外腔采用纤芯直径为20μm的掺镱光纤作为增益光纤,使用过渡光纤进行连接,实现最大输出功率21.8 W,最窄脉宽为36 ns,脉冲重复频率在9.5 kHz-67 kHz范围内可调。(本文来源于《北京工业大学》期刊2018-06-01）
江俊林[9]（2018）在《亚纳秒短脉冲Yb光纤激光器研究》一文中研究指出短脉冲光纤激光器由于具有较高的转换效率、良好的光束质量、结构紧凑等优点而受到很多研究机构的关注。高重频、短脉冲光纤激光器具有很高的峰值功率,在光纤通信、军事、医疗等领域均有重要的应用。纳秒量级以及更短的短脉冲光纤激光器可以广泛用于激光精细加工、超快光学等、超快生物学以及超快光谱学等领域,使之成为国际科技界的研究热点。本文主要研究亚纳秒量级的锁模光纤激光器和纳秒量级的自种子光纤激光器。首先我们研究了基于新型可饱和吸收体的短脉冲光纤激光器。以金刚石薄膜作为可饱和吸收体,采用线性腔结构,获得了重频为4.616MHz,中心波长为1063.6nm的自锁模激光输出,当最大泵浦功率为368mW时,输出的激光功率为60mW,光光转换效率为16.3%。然后我们报道了一种基于Mo03可饱和吸收体的连续锁模、调Q锁模光纤激光器。以中心波长为974nm的LD作为泵源,采用以聚乙烯醇为基质的Mo03可饱和吸收体、掺Yb光纤等器件构成环形腔结构,在泵浦功率为95mW时,实现了亚纳秒量级的锁模脉冲激光输出,当泵浦功率增加至280mW时,获得了调Q锁模脉冲输出,输出激光的中心波长为1067nm、脉宽为 130ps、重频为 17MHz。其次,我们研究了基于增益调制技术的自种子脉冲光纤激光器,采用中心波长为1067.2nm的半导体激光器和反射中心波长为1064.2nm的光纤光栅组合,以自种子注入法,获得了重频为10MHz,脉宽为5ns的自种子脉冲光纤激光器种子源,经过光隔离器后输出功率为4.75mW。最后采用主振荡-功率放大技术(MOPA)对种子进行放大,获得了输出功率为698mW的纳秒量级短脉冲激光输出。(本文来源于《浙江大学》期刊2018-04-01）
李川,韩一平,赵文娟[10]（2018）在《31kW窄线宽线偏振纳秒全光纤激光器》一文中研究指出报道一种高峰值功率、线偏振、窄线宽、纳秒脉冲的全光纤激光器。种子源激光器产生的单频连续激光通过一个电光强度调制器实施调制,为抑制受激布里渊散射(SBS),脉宽设置为2.8ns,重复频率为1.59 MHz。经两级预放、一级功率放大进行放大,激光最大平均输出功率为139 W,峰值功率为31kW。实验过程中未发现受激拉曼散射(SRS),功率的提升受限于SBS。在最高功率输出情况下,激光器的光束质量小于1.3。受限于(6+1)×1保偏合束器,激光器的偏振消光比为14.5dB。(本文来源于《中国激光》期刊2018年04期）
纳秒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：
为了抑制窄线宽脉冲光纤放大器中受激布里渊散射效应,使用多谱线技术对单频种子源的线宽进行了拓展,进行了基于叁谱线的主振荡功率放大高峰值功率脉冲全光纤激光器实验验证。结果表明,经过两级预放、一级功放,获得激光输出的最大平均功率为303W,脉宽为2.8ns,重复频率为3.1MHz,对应的峰值功率为35kW,在最高功率输出情况下,激光器的光束质量小于1.3;叁谱线结构对受激布里渊散射有着明显的抑制作用。该研究为高峰值功率的脉冲光纤激光器放大技术提供了参考。
（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。
纳秒激光器论文参考文献
[1].文垚.基于MOPA结构的200W纳秒脉冲光纤激光器研究[D].哈尔滨工业大学.2019
[2].李川,陈安涛,赵文娟,韩一平.叁谱线、高峰值功率窄线宽纳秒光纤激光器[J].激光技术.2019
[3].李磐,师红星,符聪,薛亚飞,邹岩.激光清洗用高功率纳秒脉冲掺镱光纤激光器[J].激光与光电子学进展.2018
[4].卢建新.小型纳秒激光器的研制[D].深圳大学.2018
[5].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
[6].郝海洋.基于MOPA结构的高功率纳秒脉冲光纤激光器研究[D].吉林大学.2018
[7].任俊杰.全固态亚纳秒激光器的研究[D].北京工业大学.2018
[8].王宇.基于全光纤结构的高功率掺镱纳秒脉冲光纤激光器[D].北京工业大学.2018
[9].江俊林.亚纳秒短脉冲Yb光纤激光器研究[D].浙江大学.2018
[10].李川,韩一平,赵文娟.31kW窄线宽线偏振纳秒全光纤激光器[J].中国激光.2018