LD泵浦和SESAM锁模激光器的研究(理学光学硕士毕业论文).doc

LD泵浦和SESAM锁模激光器的研究(理学光学硕士毕业论文).doc

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1、理学硕士毕业论文LD泵浦全固化自锁模和SESAM锁模激光器的研究尹丽娜北京工业大学2002年5月分类号:TN248单位代码:10005学号:S996901密级:北京工业大学硕士学位论文题目LD泵浦全固化自锁模和SESAM锁模激光器的研究英文题目RESEARCHOFLD-PUMPEDALL-SOLID-STATESELF-MODE-LOCKINGLASERSANDPASSIVELYMODE-LOCKINGLASERSBYASESAM研究生姓名:尹丽娜专业:光学研究方向:激光技术的研究和应用导师:陈莹职称:副研究员陈檬职称:副研究员论文提交日期:2002年5月学位授予日期:授予单位

2、名称和地址:北京工业大学北京市朝阳区平乐园100号摘要半导体泵浦全固化锁模激光器有着极大的科研价值和广泛的应用前景。国外对这方面的研究已日趋成熟,国内对LD泵浦自锁模激光器的研究尚刚起步,而对于LD泵浦SESAM锁模激光器尚未见诸报道。在这样的背景下,本文对LD泵浦全固化自锁模和SESAM锁模激光器进行了理论和实验上的深入研究。从锁模的基本原理出发,分析了非线性晶体的自聚焦理论和自锁模机理。在SESAM锁模的分析中,介绍了SESAM的时间特性、宏观参数、结构类型及它们对锁模的影响。在此基础上,指出了SESAM锁模与染料可饱和吸收体锁模的不同之处,并结合SESAM的特性及被动锁模

3、的原理,首次提出了SESAM锁模机理的初步模型。我们对自锁模和SESAM锁模的多种谐振腔进行了分析设计和实验研究。大致包括以下五种腔型:脉冲泵浦自锁模谐振腔,连续泵浦自锁模谐振腔,SESAM锁模五镜折叠腔,SESAM锁模三镜折叠腔,SESAM锁模直腔。具体分析了每个腔型的腔参数(包括腔长,凹面镜曲率半径,透镜焦距,折叠角等)对稳区及光斑大小的影响,并利用分析结果选择合适的腔参数对谐振腔进行优化。最后通过实验对各腔型进行深入研究,找出了其规律性。在脉冲泵浦自锁模激光器中,我们获得了调Q锁模输出。在连续泵浦自锁模激光器中,我们首次提出在腔内插入一个凸透镜,用来补偿热透镜效应对激光器

4、运转造成的影响,并通过实验验证了理论分析的正确性,有效的解决了在大功率泵浦情况下的热效应问题,为进一步研究锁模创造了条件,同时这一方法及所得到的结论适用于其它各类半导体端泵固体激光器。对于SESAM锁模,我们分析了五镜腔、三镜腔和直腔三种腔型,通过对比,最终采用了直腔进行锁模。对于直腔SESAM锁模激光器,首先分析了各腔参数对稳区和光斑大小的影响程度,据此选择合适的腔参数进行实验,获得了LD端泵Nd:YAG和Nd:YVO4激光器的SESAM锁模运转,这是首次利用直腔进行SESAM锁模,为进一步研究SESAM锁模奠定了基础。关键词全固化;半导体激光器;自锁模;SESAM;被动锁模

5、目录ABSTRACTTheLD-pumpedmode-lockingall-solid-statelaserhasgreatscientificvalueandimportantuseinmanyfields.Inforeigncountries,therearemanyreportsaboutit,butathometherearefewarticlesonit.Inthispaper,wedosometheoreticalandexperimentalstudyingonself-mode-lockinglasersandpassivelymode-lockinglaser

6、sbyaSESAM,whicharepumpedbydiodelasers.Weintroducethemode-lockingtheoryandanalysethemechanismofself-focusingandself-mode-lockinginnonlinearcrystal.WegivetheimportantparametersofSESAMsuchasbitemporalimpulseresponse,structureandtypeandsoon,andpointoutthedifferencebetweenSESAManddye.Forthefirstt

7、ime,wepresenttheinitialmodelofthemechanismofpassivelymode-lockingbyaSESAM.Wedesignandexperimentonsomecavitiesofself-mode-lockingorSESAMmode-locking,includingpulsed-LD-pumpedself-mode-lockingcavity,cw-LD-pumpedself-mode-lockingcavity,five-mirrorSESA

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