一、高漫反射陶瓷激光聚光腔的研制（论文文献综述）
关哲[1]（2018）在《太阳光泵浦固体激光器及应用的研究》文中进行了进一步梳理太阳能以其资源丰富、使用清洁和储量巨大等特点,成为人类未来的主要新型能源之一。太阳光泵浦激光器是一种将太阳光直接转换成激光的装置,具有系统结构简单,能量转换环节少,能量传递效率高,使用寿命长等优点,适合在无人值守的空间系统中应用。论文在充分调研了国内外太阳光泵浦激光技术的基础上,对太阳光泵浦激光振荡技术、太阳光泵浦激光放大技术和太阳光泵浦多频激光输出技术进行了深入的理论分析和仿真研究。分析了太阳光泵浦激光器能量转换效率的影响因素和激光增益介质的温度特性。实验研究了太阳光泵浦激光振荡器、太阳光泵浦激光放大器和太阳光泵浦多频激光器,最后提出了基于太阳光泵浦激光技术的自由空间光通信系统整体方案,搭建地面演示系统并进行了实验研究。本论文的主要研究内容包括以下几个方面:（1）研究了太阳光泵浦激光振荡技术理论模型,给出了太阳光泵浦激光振荡器的系统结构和基本组成。建立了基于光线追迹软件Trace Pro@的太阳光泵浦系统模型和基于有限元分析软件LASCAD@的激光谐振腔模型,为太阳光泵浦激光器的优化设计提供理论依据。以进一步提升激光器收集效率和输出光束质量为目标,对热效应问题进行了分析和研究。（2）开展了基于菲涅尔透镜会聚系统和抛物面反射镜会聚系统的太阳光泵浦激光振荡器实验研究,设计了液体光波导透镜、螺纹工艺晶体棒和键合型Nd:YAG/YAG晶体等优化方案。在地面太阳光辐射功率密度980W/m2的条件下,获得了目前国内外最高收集效率指标32.1W/m2的连续1064nm激光输出。（3）以激光谐振腔的纵模选择理论为依据,推导了激光器输出纵模个数与激光增益介质参数的关系。建立了基于Tracepro@和LASCAD@的微片激光器仿真模型,分析了增益介质内泵浦光的分布与吸收情况,研究了微片激光器的热效应、泵浦阈值功率和输出特性等。分别搭建LD泵浦和太阳光泵浦多频激光器系统,实验验证了激光器频率个数可控输出,分别获得了线宽16KHz的单频激光输出、频差约74.4GHz的双频激光输出和频差约34.3GHz的三频激光输出。（4）研究了太阳光泵浦激光放大器理论模型,数值分析了基于Nd:YAG激光增益介质的放大器阈值功率和系统增益。设计了键合型YAG/Nd:YAG/YAG激光放大器增益介质,对太阳光泵浦激光放大器系统的理论增益进行了计算并对影响增益的热效应问题进行了分析。搭建了太阳光泵浦YAG/Nd:YAG/YAG激光放大器实验系统,进行了激光放大器的实验研究。（5）开展了太阳光泵浦激光器的应用研究,研制适用于空间光通信系统的低阈值、高效率、高质量太阳泵浦激光振荡器,搭建自由空间激光通信系统,实现了速率不低于125Mbps、误码率低于10-6的高清视频信号实时传输,完成了基于太阳光泵浦激光振荡器的自由空间光通信地面演示实验。
何东兵[2]（2017）在《太阳光泵浦Nd：YAG微片多频激光的理论与实验研究》文中研究表明太阳光泵浦激光器是以太阳光为泵浦源,直接将太阳光转化成激光的装置。其具有转换过程少,结构简单,转化效率高等优点,在空间通信及空间能量传输等领域具有潜在的应用价值。在空间激光通信中,多个频率输出的激光通过波分复用可以提高通信速率。本文以空间激光通信为应用背景,开展了太阳光泵浦多频输出激光的理论和实验研究。本文主要的研究工作有:阐述了激光谐振腔中存在的激光模式,论述了激光模式的影响因素及基横模的振荡条件,分析了激光腔中横模、纵模选择方法。分析了太阳光直接泵浦固体激光器激光振荡理论,分析了适用于太阳光泵浦的工作物质的特点及性能要求,对比了主要工作物质Nd:YAG、Yb:YAG、Nd:YVO4的吸收系数、热力学特性等,给出了比较不同工作物质吸收系数的方法,即通过吸收功率谱线及太阳光谱谱线的相关数值积分确定各工作物质的吸收系数。建立了太阳光泵浦Nd:YAG微片多频激光能量传输模型,分析了各能量转换环节的影响因素。分析了太阳光泵浦下工作物质的选择原则,确定了Nd:YAG为工作物质。推导了工作物质长度与纵模输出个数的关系,用Tracepro软件模拟了太阳光在不同长度的Nd:YAG微片晶体表面的汇聚光强分布等,用LASCAD软件模拟了不同长度Nd:YAG微片晶体上的温度分布、泵浦能量密度以及激光输出功率。用Matlab软件仿真了激光腔内热透镜处光斑半径随输出镜曲率半径的变化规律,即随着输出镜曲率半径变大,激光腔内热透镜处光斑半径也随之增大。在理论设计基础上,搭建了LD泵浦及太阳光泵浦的Nd:YAG微片激光器实验装置,在温度20℃时,用LD泵浦厚度分别为0.8mm,1.1mm,2.4mm的Nd:YAG激光晶体,分别获得了1-3个频率输出。当晶体厚度为2.4mm时,在801m W泵浦功率下获得了60.3m W的三频激光输出,频率间距为35.4GHz。在太阳光泵浦Nd:YAG微片晶体时,获得了激光输出,并用波长计探测到其中包含3个激光频率。
刘畅,余锦,樊仲维[3]（2017）在《激光二极管叠阵单侧抽运Nd:YAG陶瓷聚光腔的聚光特性》文中认为针对固体激光增益模块紧凑化、简单化的设计需求,建立了激光二极管（LD）叠阵单侧抽运Nd:YAG晶体棒的模型,并利用TracePro软件对陶瓷聚光腔内Nd:YAG晶体棒抽运光的吸收情况进行了数值模拟。分析了聚光腔形状、晶体棒半径和Nd3+掺杂浓度及其他影响因素对聚光效率和增益分布均匀性的影响。研究表明,聚光效率随聚光腔横截面积近似呈线性变化,Nd3+掺杂原子数分数为0.5%、半径为2mm的Nd:YAG晶体棒可以实现光斑半径约为1.0mm的近基模振荡输出;晶体棒均匀抽运区域半径与U型聚光腔半径的比值约为0.5时,抽运光吸收较为均匀。LD叠阵单侧抽运Nd:YAG晶体的抽运结构可以获得65%的聚光效率,增益分布均匀性优于0.65。
张洪波[4]（2017）在《高抗光伤、具有选择吸收漫反射陶瓷聚光腔》文中研究指明聚光腔是固体激光器中的核心部件,它在很大程度上决定着激光系统的总效率。聚光腔除了为泵浦光源与工作物质之间提供良好耦合之外,还决定着激光物质上泵浦光密度的分布,从而影响到输出光束的均匀性、发散度和光学畸变。可用于聚光腔的材料有金属材料和陶瓷材料。金属材料加工工艺复杂,反射面精度要求高,在强激光照射下,反射面易产生硫化。陶瓷材料作为新型聚光腔材料,由于其漫反射特性、机械特性和良好的化学结构稳定性,对激光工作物质的辐照光场更均匀,可形成全截
张洪波[5]（2015）在《高抗光伤、具有选择吸收漫反射陶瓷聚光腔具有广阔的市场前景》文中指出自20世纪60年代世界上第一台红宝石激光器诞生以来,固体激光器由于具有输出能量高、小而坚固等特点,在激光加工、激光打标、激光测距等方面有重要应用。目前技术发展最成熟的化学激光器是各国研发激光武器系统的首选,但是人们并没有放弃发展紧凑式全固化固体激光器的努力。近年来,国内外在固体激光器的光束质量、冷却技术、泵浦和非线性频率转换等技术方面有了长足的进步,固体激光器为突破强激光武器系统关键技术提供了一种可能途径。
王立伟[6]（2015）在《Cr,Tm,Ho:YAG激光器设计及应用研究》文中认为Cr,Tm,Ho:YAG激光器输出的2.1μm激光波长非常接近水分子的一个吸收峰值,输出能量能够被人体组织中水分大量的吸收的特性,在医学领域有着普遍的应用。本课题主要围绕激光器设计以及如何提高激光器输出效率等展开研究。为了提高激光器的输出功率及整体工作稳定性,本论文在单路激光器的基础上提出双路激光的设计理念,激光器内部采用双聚光腔的组合形式。文中首先对激光器的工作物质工作机制进行了比较系统的理论概述；比较了不同泵浦源及聚光腔与激光工作物质之间的光学特性,选取了合适的泵浦源和聚光腔,另根据不同结构类型的谐振腔体对激光输出功率的影响,在理论计算的基础上确定了平凹型腔体,并通过实验验证选取了输出透镜的最优透过率；最后,结合电源系统和冷却系统,设计出Cr,Tm,Ho:YAG激光器的整体结构。激光器输出的能量通过单透镜耦合系统射入光纤端面,激光光束的束腰半径、发散角与光纤纤芯半径值及数值孔径角对系统耦合效率有着决定性影响,实验设计过程中采用异步工作输出模式,选取了焦距18mm的透镜和软硅酮包层、纤芯直径550μm的石英光纤。激光器整机系统调试过程中,分析了冷却温度的对其输出效率的影响,最后以激光与人体结石实验为例,验证了2.1μm激光波长Cr,Tm,Ho:YAG激光器的临床使用效果。
李尧[7]（2014）在《氙灯泵浦钕玻璃毫秒级大能量固体激光器研究》文中指出随着激光技术的发展和日益完善,大能量长脉冲固体激光在工业加工、医疗、国防事业以及科学研究等领域中的优势越来越明显,但是大能量、高质量激光输出的激光器存在很多技术瓶颈。本文针对ms级大能量固体激光器的需求,通过理论计算、设计分析、研制了一台大能量长脉宽钕玻璃激光器,可为激光与物质相互作用的研究提供了可靠的光源。论文首先从四能级速率方程出发,对钕玻璃激光器能级特点进行了深入分析,从最佳耦合输出能量的表达式计算出激光阈值以及能量转换效率的理论值。其次,在理论分析的基础上,对激光器整体进行了设计,包括以下内容：通过计算泵浦阈值的理论值以及氙灯爆炸能量的计算选取泵浦源和设计激光电源；工作物质的设计；利用Tracepro软件分别对聚光腔进行了光线追迹,通过仿真看出泵浦光在棒内分布较为均匀,验证了聚光腔设计的合理性；利用Matlab软件对平行平面腔的自再现模式进行了模拟,依照其腔内模式分布的特点,对谐振腔进行设计。最后,在对各个组成部件的研制和装调的过程中,利用Tracepro软件对谐振腔内光路进行模拟,从而对谐振腔进行了精确的定位；同时通过实验对激光输出能量和激光脉宽进行了测试并分析。通过论文的研究,成功研制出一台脉宽为1.2ms,输出能量为10-50J的钕玻璃激光器,其光电转换效率为1%,并已投入到激光与物质相互作用的实验中,为其提供了稳定、可靠的激光光源。
刘斌,惠勇凌,张学辉,姜梦华,雷訇,李强[8]（2013）在《大能量高稳定性钕玻璃激光器》文中提出研制一台大能量高稳定性的钕玻璃激光器。采用陶瓷紧包聚光腔,双脉冲氙灯侧面泵浦棒状磷酸盐钕玻璃,平行平面谐振腔实现激光器大能量、稳定性输出。应用光线追迹软件,仿真聚光腔内钕玻璃激光棒泵浦光场,分析聚光腔的泵浦光分布,优化聚光腔设计。采用半桥逆变式串联谐振充电的电源主电路,应用PID控制技术的控制电路实现激光器高稳定输出。通过实验分析计算,钕玻璃激光器输出单脉冲能量为214 J、脉宽为2 ms,激光能量输出的稳定性为±0.7%,电-光转换效率为1.9%和光束质量M2为1.5的激光。
许平[9]（2013）在《基于SBS的辐射板条固体激光输出研究》文中进行了进一步梳理高功率固体板条激光器以其结构紧凑、可靠性高、电光转换效率高、输出功率高和光束质量好等诸多优点已经广泛应用于各种领域。相对于传统棒状激光介质，板条状激光介质可以有效地增加泵浦面积和冷却面积从而提高能量转换效率和减少热畸变等热效应。板条状固体激光器可以获得比棒状固体激光器更好的光束质量和更高的平均输出功率。激光的多通道并联输出是实现高能激光的一种常用方法。若干低功率激光光束彼此之间在实现完全的相位耦合后可以获得相干合成激光，即使在不完全的相位耦合情况下也可以获得非相干合成激光。受激布里渊散射（SBS）相位共轭技术可用于自动有效地修正任意波前畸变。在高能激光器中由于SBS结构简单造价低、可修复光学器件造成的波面畸变、有效压缩脉冲宽度以及提高激光稳定性等诸多优点已经得到了广泛的应用，是提高激光器输出能量优化光束质量的有效途径之一。本课题的主要研究目的在于研制水冷灯泵辐射板条固体激光器，并初步研究其激光特性和光束远场合成情况，并且研究该激光器中的SBS相位共轭特性，研究基于SBS的辐射板条固体激光输出特性和远场光束合成情况，对比添加SBS池前后的激光器性能。本课题的主要内容包括以下四大部分：（1）总结固体板条激光器的研究现状和应用前景，对合成激光的光束质量评价标准进行阐述，介绍合成光束的衍射理论和受激布里渊散射（SBS）相位共轭技术原理；（2）理论模拟了辐射板条激光器远场相干、非相干合成情况，提出了使用激光圆周阵列作为辐射板条的近似模型，分别给出了远场光斑尺寸、发散角、以及光束传输因子等光束质量参数的理论值；（3）研制了水冷灯泵辐射板条固体激光器，并对其脉冲能量和波脉冲宽度进行了初步研究，观察分析了近远场的光束合成情况，实验测量了远场光斑尺寸、发散角，通过处理远场光斑得到了其光束传输因子的计算值，和理论分析进行了对比；（4）设计了SBS池，实现了基于SBS的辐射板条固体激光的输出，并测量其脉冲能量和脉冲宽度，对近远场的光束合成情况进行了观测，得到其远场光斑尺寸、发散角，通过处理远场光斑得到了其光束传输因子的计算值，和未添加SBS池的激光器进行了对比。
芦宇[10]（2013）在《阳光泵浦Cr/Nd:YAG陶瓷激光研究》文中提出太阳光泵浦固体激光器在空间电站、清洁能源、海洋和大气探测、深度空间通讯等领域有着潜在应用价值。目前，太阳光直接泵浦固体激光器普遍存在阈值泵浦功率偏高、体积庞大和难于维护等问题，本文以Cr/Nd:YAG陶瓷作为激光工作物质，针对太阳光泵浦固体激光器中的几个关键问题进行了研究，主要包括激光介质的基本特性，菲涅尔聚焦透镜的设计以及低阈值激光器的设计与实验。力求实现一种低阈值、小体积、便于操作的太阳光直接泵浦固体激光器。本论文首先研究了Cr/Nd:YAG陶瓷的光谱特性及Cr3+向Nd3+能量转移机制。将Nd3+掺杂浓度相同的Nd/Cr:YAG陶瓷与Nd:YAG晶体的吸收谱进行对比研究，发现在各自吸收峰值处Cr3+的吸收截面比Nd3+的吸收截面大。测算出利用808nm激光单独激励的Cr/Nd:YAG陶瓷在1064nm处的有效受激发射截面为3×10-19cm2。太阳光同时激励Cr3+与Nd3+时，计算得出Cr/Nd:YAG陶瓷的有效受激发射截面为单独激励Nd3+（或Nd:YAG晶体）的三倍。采用理论计算与实验两种方法，分析了Cr/Nd:YAG陶瓷在579nm到601nm的可调谐激光激励下的有效能级寿命，证明了不同泵浦源激励下激光上能级有效寿命随之变化，本论文中以菲涅尔透镜聚焦后光谱为基础，计算了此泵浦光谱下的激光上能级有效寿命为0.55ms。因此选择Cr/Nd:YAG陶瓷激光介质将大幅度地降低激光输出的阈值泵浦功率，有利于太阳光低辐射功率密度下获得激光输出。在菲涅尔透镜设计方面，本文提出了聚焦光谱与Cr/Nd:YAG陶瓷吸收谱相匹配的菲涅尔透镜设计方法。首先，根据几何光学原理及预估校正算法对直径600mm焦距为600mm的菲涅尔透镜参数进行求解；其次，基于蒙特卡洛算法，比较三种菲涅尔透镜设计方法对直径5mm厚度3mmCr/Nd:YAG陶瓷的聚焦平均功率密度与平均吸收功率密度的影响。采用菲涅尔透镜强聚焦设计方法计算出的聚焦平均功率密度比菲涅尔透镜成像设计方法提高了18.8%，同时Cr/Nd:YAG陶瓷吸收的平均功率密度被提高了16.3%。而强吸收设计方法获得的平均吸收功率密度比传统的成像设计方法提高20%，有利于实现太阳光低辐射功率密度下的激光振荡输出。在理论方面，建立了菲涅尔透镜聚焦混合泵浦Cr/Nd:YAG陶瓷连续运转理论模型，解释了国外报道的激光输出特性现象，并提出了低泵浦阈值功率实验运转方案。首先，采用光迹追踪算法计算了泵浦效率，并提出泵浦阈值功率密度概念，建立了平均泵浦束腰随入射的太阳光功率变化的物理模型，数值计算了激光振荡过程的模式交叠积分与模式交叠效率；其次，此理论模型数值计算出的激光输出特性与国外文献所给出的实验结果相吻合，并对实验结果给予定性分析。最后，理论分析得出1.3m2菲涅尔透镜的聚焦效果下，选择直径为5mm长为50-60mm棒状的激光介质可降低激光泵浦阈值功率，有利于低辐射密度太阳光下获得激光输出。在实验方面，使用1.3m2菲涅尔透镜以及入口直径为25mm、出口直径为9mm的锥型陶瓷腔聚焦泵浦直径5mm、长度60mm的Cr/Nd:YAG陶瓷，在太阳光辐射为760W/m2与800W/m2的天气条件下进行了太阳光泵浦固体激光器的研究工作。两种天气下，输出耦合反射率为99%激光输出功率分别为0.58W与0.94W，输出耦合反射率为97%时激光输出功率分别为0.62W与1.4W。在此设计方案下，通过跟踪偏差实验计算出的有效泵浦阈值功率约为190W明显低于国外采用尺寸为直径9mm、长度100mm的Cr/Nd:YAG陶瓷的有效泵浦阈值功率272W。最后通过能流密度模型给出了近似条件下泵浦光强分布函数，找到了由于实验条件限制导致实验结果低于预期的原因，并且理论计算了理想情况下的激光输出特性。
二、高漫反射陶瓷激光聚光腔的研制（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：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（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。
三、高漫反射陶瓷激光聚光腔的研制（论文提纲范文）
（1）太阳光泵浦固体激光器及应用的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 太阳光泵浦激光器的研究背景及意义 |
| 1.2 太阳光泵浦激光器的应用前景 |
| 1.2.1 空间激光通信 |
| 1.2.2 激光途径空间太阳能电站 |
| 1.2.3 空间激光无线能量传输 |
| 1.3 太阳光泵浦固体激光器的研究进展 |
| 1.3.1 太阳光泵浦激光振荡器 |
| 1.3.2 太阳光泵浦多频激光器 |
| 1.3.3 太阳光泵浦激光放大器 |
| 1.4 本论文主要内容 |
| 第2章 太阳光泵浦固体激光器理论研究 |
| 2.1 固体激光增益介质 |
| 2.2 激光器能量转换研究 |
| 2.3 Nd:YAG激光器连续运转模型 |
| 2.3.1 激光速率方程 |
| 2.3.2 阈值功率和输出功率 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 太阳光泵浦固体激光器系统建模 |
| 3.1 基于Trace Pro@的泵浦系统建模 |
| 3.1.1 太阳光源建模 |
| 3.1.2 会聚系统建模 |
| 3.1.3 光线追迹与体量分析 |
| 3.2 基于LASCAD@的激光器谐振腔建模 |
| 3.2.1 有限元分析 |
| 3.2.2 激光谐振腔建模 |
| 3.2.3 激光光束传输(BPM)运算 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 太阳光泵浦激光振荡器研究 |
| 4.1 太阳光泵浦激光振荡器系统组成 |
| 4.1.1 会聚系统设计 |
| 4.1.2 激光增益介质热效应分析 |
| 4.2 菲涅尔透镜会聚太阳光泵浦激光振荡器实验研究 |
| 4.2.1 实验装置 |
| 4.2.2 实验结果与分析 |
| 4.3 抛物面反射镜会聚太阳光泵浦激光振荡器实验研究 |
| 4.3.1 实验装置 |
| 4.3.2 实验结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 太阳光泵浦多频激光器研究 |
| 5.1 多频激光振荡理论 |
| 5.2 多频激光器系统设计 |
| 5.2.1 聚光系统 |
| 5.2.2 激光谐振腔 |
| 5.2.3 温控结构 |
| 5.3 多频激光器系统建模 |
| 5.4 微片型Nd:YAG多频激光器实验研究 |
| 5.4.1 LD泵浦Nd:YAG微片多频激光实验研究 |
| 5.4.2 太阳光泵浦Nd:YAG微片多频激光实验研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 太阳光泵浦激光放大器研究 |
| 6.1 太阳光泵浦激光放大器理论研究 |
| 6.1.1 放大器阈值分析 |
| 6.1.2 放大器增益 |
| 6.2 太阳光泵浦激光放大器系统设计与建模 |
| 6.2.1 激光放大器系统设计 |
| 6.2.2 激光增益介质温度特性研究 |
| 6.3 太阳光泵浦激光放大器实验研究 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 -太阳光泵浦固体激光器空间通信应用研究 |
| 7.1 基于太阳光泵浦激光振荡器空间光通信实验研究 |
| 7.1.1 太阳光泵浦激光振荡器设计 |
| 7.1.2 激光通信发射/接收机 |
| 7.1.3 空间光通信地面演示实验 |
| 7.2 太阳光泵浦激光放大器与多频激光器的通信应用概念设计 |
| 7.3 本章小结 |
| 结论 |
| 1 主要研究工作 |
| 2 主要创新点 |
| 3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（2）太阳光泵浦Nd：YAG微片多频激光的理论与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 历史背景与研究意义 |
| 1.2 太阳光直接泵浦激光器发展概况 |
| 1.3 激光多频输出研究概况 |
| 1.4 本章小结 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 第2章 激光模式选择理论 |
| 2.1 横模选择方法 |
| 2.2 纵模选择方法 |
| 2.3 谐振腔选择 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 太阳光泵浦Nd:YAG微片多频激光理论研究与模拟仿真 |
| 3.1 太阳光泵浦Nd:YAG微片多频激光能量转换 |
| 3.2 太阳光泵浦Nd:YAG微片多频激光工作物质 |
| 3.2.1 工作物质选择 |
| 3.2.2 工作物质长度确定 |
| 3.3 太阳光泵浦Nd:YAG微片多频激光阈值功率密度 |
| 3.4 太阳光泵浦Nd:YAG微片多频激光系统模拟仿真 |
| 3.5 工作物质热效应 |
| 3.5.1 工作物质热分布 |
| 3.5.2 平平腔中的热透镜效应 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 太阳光泵浦Nd:YAG微片多频激光系统实验研究 |
| 4.1 LD泵浦Nd:YAG微片多频激光实验 |
| 4.1.1 LD泵浦Nd:YAG微片多频激光系统 |
| 4.1.2 Nd:YAG微片晶体固定结构及温控装置 |
| 4.1.3 LD泵浦Nd:YAG微片多频激光探测系统 |
| 4.1.4 实验结果分析 |
| 4.2 太阳光泵浦Nd:YAG微片多频激光实验 |
| 4.2.1 太阳光光纤耦合实验 |
| 4.2.2 太阳光泵浦Nd:YAG微片多频激光系统 |
| 4.2.3 实验结果分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（3）激光二极管叠阵单侧抽运Nd:YAG陶瓷聚光腔的聚光特性（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 LD叠阵单侧抽运Nd:YAG陶瓷聚光腔模型 |
| 3 抽运特性的数值模拟与分析 |
| 3.1 椭圆型聚光腔的聚光效率分析 |
| 3.2 U型聚光腔的聚光效率分析 |
| 3.3 Nd3+掺杂浓度对光场均匀性及聚光效率的影响 |
| 3.4 Nd:YAG半径对光场均匀性及聚光效率的影响 |
| 4 结论 |
（6）Cr,Tm,Ho:YAG激光器设计及应用研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 课题研究的背景及意义 |
| 1.2.1 国内外发展状况 |
| 1.2.2 激光生物医学的基础 |
| 1.2.3 CTH：YAG激光器在医学领域的优势 |
| 1.2.4 CTH：YAG激光器在其他领域的应用 |
| 1.3 课题研究的主要内容 |
| 第二章 Cr,Tm,Ho：YAG晶体性质及其理论基础 |
| 2.1 CTH：YAG晶体基本特性 |
| 2.1.1 基质的选择 |
| 2.1.2 CTH：YAG晶体的物理特性 |
| 2.1.3 CTH：YAG晶体的光谱特性 |
| 2.2 CTH：YAG激光器的基础理论模型 |
| 2.2.1 能级结构 |
| 2.2.2 速率方程 |
| 2.2.3 阈值条件 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 Cr,Tm,Ho：YAG激光器系统设计 |
| 3.1 绪论 |
| 3.2 激光器设计 |
| 3.2.1 泵浦源 |
| 3.2.2 聚光腔 |
| 3.2.3 谐振腔 |
| 3.3 电源系统 |
| 3.4 冷却系统 |
| 3.5 激光器系统 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 激光器耦合系统 |
| 4.1 单透镜耦合理论 |
| 4.2 双路耦合设计 |
| 4.2.1 伺服电机部分 |
| 4.2.2 光纤选择 |
| 4.2.3 光纤耦合部分 |
| 4.2.4 合路设计 |
| 4.3 激光器调试 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 Cr,Tm,Ho：YAG激光器的实验研究 |
| 5.1 耦合实验 |
| 5.1.1 不同透过率透镜对功率输出的影响 |
| 5.1.2 耦合效果分析 |
| 5.2 激光器工作效率实验研究 |
| 5.2.1 温度与激光阈值关系 |
| 5.2.2 整机系统能量输出实验 |
| 5.3 CTH：YAG激光器碎石实验探究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文的主要工作 |
| 6.2 所遇问题及展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（7）氙灯泵浦钕玻璃毫秒级大能量固体激光器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 高能固体激光器的国内外研究情况 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 长脉冲钕玻璃激光器理论分析 |
| 2.1 四能级速率方程 |
| 2.2 激光器振荡的产生阈值 |
| 2.3 长脉冲大能量激光器输出特性 |
| 2.4 单脉冲激光棒热效应 |
| 第三章 长脉冲钕玻璃激光器整体设计及数值仿真 |
| 3.1 激光器整体设计方案 |
| 3.2 泵浦源的设计 |
| 3.3 激光工作物质的选取 |
| 3.4 聚光腔的设计 |
| 3.5 激光器谐振腔的设计 |
| 第四章 长脉冲大能量钕玻璃激光器的研制 |
| 4.1 聚光腔的研制方案 |
| 4.2 双氙灯的泵浦方案 |
| 4.3 钕玻璃激光棒参数的确定及装配 |
| 4.4 谐振腔的采用方案 |
| 4.5 光路准直系统 |
| 4.6 激光器的冷却系统 |
| 第五章 激光器性能测试及分析 |
| 5.1 输出激光脉宽测量 |
| 5.2 脉冲激光输出能量测量与分析 |
| 5.3 实际光斑测量 |
| 第六章 总结 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（8）大能量高稳定性钕玻璃激光器（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 钕玻璃激光器设计及分析 |
| 1.1 钕玻璃激光器实验装置 |
| 1.2 钕玻璃激光器聚光腔结构设计及分析 |
| 2 激光电源的设计 |
| 2.1 电源电路系统设计 |
| 2.2 电源控制电路设计 |
| 3 钕玻璃激光器实验结果 |
| 4 结论 |
（9）基于SBS的辐射板条固体激光输出研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的意义 |
| 1.2 板条固体激光器概述 |
| 1.2.1 板条固体激光器的国内研究现状 |
| 1.2.2 板条固体激光器的国外研究现状 |
| 1.3 相干合成和非相干合成技术 |
| 1.4 激光的光束质量分析 |
| 1.5 SBS 相位共轭技术简介 |
| 1.6 本文研究的主要目的和内容 |
| 1.6.1 本文研究的主要目的 |
| 1.6.2 本文研究的主要内容 |
| 第2章 远场合成光光束质量分析 |
| 2.1 评价合成光光束质量的若干方法 |
| 2.1.1 远场光斑大小和发散角 |
| 2.1.2 光束衍射倍率因子 M~2 |
| 2.1.3 光束传输因子 BPF |
| 2.2 合成光束的衍射理论 |
| 2.3 高斯激光远距离传输理论模拟 |
| 2.3.1 单束高斯激光远距离传输理论模拟 |
| 2.3.2 多束高斯激光远场相干合成理论模拟 |
| 2.3.3 多束高斯激光远场非相干合成理论模拟 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 受激布里渊散射的基本理论 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 受激布里渊散射的基本理论 |
| 3.2.1 受激布里渊散射耦合波方程 |
| 3.2.2 受激布里渊散射的阈值计算 |
| 3.3 受激布里渊散射介质的选取 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 辐射板条激光器合成输出实验 |
| 4.1 设计研制辐射板条激光器 |
| 4.1.1 聚光腔体的结构模拟设计 |
| 4.1.2 聚光腔的加工制作 |
| 4.1.3 辐射板条激光器谐振腔设计 |
| 4.2 辐射板条激光器近远场光束合成实验 |
| 4.2.1 辐射板条激光器输出激光脉冲宽度 |
| 4.2.2 辐射板条激光器输出能量 |
| 4.2.3 辐射板条激光器近场光强分布 |
| 4.2.4 辐射板条激光器远场合成光束分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 基于 SBS 的辐射板条激光输出实验 |
| 5.1 基于 SBS 的辐射板条固体激光器设计 |
| 5.1.1 SBS 池的设计制作 |
| 5.1.2 腔内 SBS 辐射板条激光器设计 |
| 5.2 基于 SBS 的辐射板条激光器近远场光束合成实验 |
| 5.2.1 基于 SBS 的辐射板条激光器输出能量和脉冲宽度测量 |
| 5.2.2 基于 SBS 的辐射板条激光器近场光强分析 |
| 5.2.3 基于 SBS 的辐射板条激光器远场合成光束分析 |
| 5.3 辐射板条激光器添加 SBS 池前后性能对比 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（10）阳光泵浦Cr/Nd:YAG陶瓷激光研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.3 太阳光泵浦光器国内外研究进展 |
| 1.3.1 太阳光泵浦固体激光器的聚光系统研究现状 |
| 1.3.2 太阳光泵浦激光工作物质研究 |
| 1.3.3 太阳光泵浦激光器的泵浦方式研究 |
| 1.4 模拟太阳光泵浦激光器研究进展 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 Cr/Nd:YAG 陶瓷激光介质的光谱特性与能量转移过程研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 Cr/Nd:YAG 陶瓷激光介质光谱特性研究 |
| 2.2.1 Cr/Nd:YAG 陶瓷的吸收光谱特性 |
| 2.2.28 08nm 激励 Cr/Nd:YAG 陶瓷的受激发射光谱的实验研究 |
| 2.3 Cr~(3+)与 Nd~(3+)相互作用机制与速率方程研究 |
| 2.3.1 Cr~(3+)向 Nd~(3+)能量转移机理 |
| 2.3.2 Cr/Nd:YAG 陶瓷激光介质的速率方程 |
| 2.4 同时激励 Cr~(3+)与 Nd~(3+)时 Nd 激光上能级有效寿命研究 |
| 2.4.1 579nm 到 601nm 可调谐激光激励下 Nd 上能级寿命 |
| 2.4.2 太阳光激励 Cr/Nd:YAG 陶瓷时的 Nd~(3+)上能级寿命 |
| 2.4.3 Cr~(3+)掺杂浓度与温度对 Cr/Nd:YAG 激光上能级寿命的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 菲涅尔透镜聚光器数值仿真研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 太阳光聚光器的基本概念 |
| 3.3 透射式菲涅尔透镜设计的基本原理 |
| 3.3.1 单一波长入射光菲涅尔透镜设计 |
| 3.3.2 宽谱段入射光菲涅尔透镜设计 |
| 3.4 菲涅尔透镜物理模型数值求解与优劣分析 |
| 3.4.1 物理模型数学描述与预估校正算法求解 |
| 3.4.2 数值结果的分析与模型优劣的讨论 |
| 3.5 Cr/Nd:YAG 陶瓷对泵浦光吸收的数值模型 |
| 3.6 菲涅尔透镜与太阳光谱参数 |
| 3.7 菲涅尔透镜三种设计方案数值计算结果比较 |
| 3.7.1 菲涅尔透镜成像设计与强聚焦设计数值仿真结果对比 |
| 3.7.2 菲涅尔透镜强吸收设计与强聚焦设计数值仿真对比 |
| 3.8 成像菲涅尔透镜焦斑处光谱空间分布研究 |
| 3.8.1 焦斑处光谱测量实验方案 |
| 3.8.2 空间光谱分布测量结果 |
| 3.9 本章小结 |
| 第4章 菲涅尔透镜会聚太阳光泵浦 Cr/Nd:YAG 陶瓷激光器理论研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 太阳光到激光输出能量转移物理模型 |
| 4.3 菲涅尔透镜会聚太阳光泵浦 Cr/Nd:YAG 陶瓷基本原理 |
| 4.3.1 菲涅尔透镜会聚太阳光泵浦物理方案 |
| 4.3.2 建立入射太阳光的光迹追踪模型 |
| 4.4 考虑介质增益与振荡光分布四能级速率方程模型 |
| 4.4.1 建立等效的四能级速率方程 |
| 4.4.2 阈值功率与斜率效率求解 |
| 4.4.3 激光输出过程中的泵浦效率研究 |
| 4.4.4 激光输出过程中的交叠效率研究 |
| 4.5 太阳光泵浦 Cr/Nd:YAG 陶瓷泵浦效率与输出特性分析 |
| 4.5.1 泵浦效率与交叠效率数值计算结果 |
| 4.5.2 Cr/Nd:YAG 陶瓷的输出特性分析 |
| 4.6 Cr/Nd:YAG 陶瓷激光介质尺寸与聚光腔模拟优化设计 |
| 4.6.1 不同尺寸激光介质对泵浦效率与交叠效率的影响 |
| 4.6.2 不同尺寸激光介质对阈值功率与斜率效率的影响 |
| 4.6.3 不同尺寸激光介质对激光输出功率的影响 |
| 4.6.4 二级聚光腔对泵浦光强分布的影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 阳光泵浦 Cr/Nd:YAG 陶瓷激光实验研究及讨论 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 太阳光泵浦 Cr/Nd:YAG 陶瓷激光器实验研究 |
| 5.2.1 实验方案 |
| 5.2.2 实验装置 |
| 5.2.3 跟踪偏差对阳光泵浦 Cr/Nd:YAG 陶瓷激光输出功率影响 |
| 5.3 Cr/Nd:YAG 陶瓷激光介质内部的泵浦光分布 |
| 5.3.1 端面泵浦光强度分布模型 |
| 5.3.2 侧面泵浦光强度分布模型 |
| 5.3.3 混合泵浦光强度分布物理模型 |
| 5.4 太阳光泵浦 Cr/Nd:YAG 陶瓷激光器输出特性讨论 |
| 5.4.1 对本实验方案进行数值分析与讨论 |
| 5.4.2 太阳光混合泵浦 Cr/Nd:YAG 陶瓷激光输出特性分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
四、高漫反射陶瓷激光聚光腔的研制（论文参考文献）
- [1]太阳光泵浦固体激光器及应用的研究[D]. 关哲. 北京理工大学, 2018(06)
- [2]太阳光泵浦Nd：YAG微片多频激光的理论与实验研究[D]. 何东兵. 北京理工大学, 2017(07)
- [3]激光二极管叠阵单侧抽运Nd:YAG陶瓷聚光腔的聚光特性[J]. 刘畅,余锦,樊仲维. 中国激光, 2017(03)
- [4]高抗光伤、具有选择吸收漫反射陶瓷聚光腔[J]. 张洪波. 中国建材, 2017(01)
- [5]高抗光伤、具有选择吸收漫反射陶瓷聚光腔具有广阔的市场前景[J]. 张洪波. 中国建材, 2015(05)
- [6]Cr,Tm,Ho:YAG激光器设计及应用研究[D]. 王立伟. 合肥工业大学, 2015(05)
- [7]氙灯泵浦钕玻璃毫秒级大能量固体激光器研究[D]. 李尧. 长春理工大学, 2014(08)
- [8]大能量高稳定性钕玻璃激光器[J]. 刘斌,惠勇凌,张学辉,姜梦华,雷訇,李强. 应用激光, 2013(03)
- [9]基于SBS的辐射板条固体激光输出研究[D]. 许平. 哈尔滨工业大学, 2013(03)
- [10]阳光泵浦Cr/Nd:YAG陶瓷激光研究[D]. 芦宇. 哈尔滨工业大学, 2013(03)