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紧凑型高峰值功率端面抽运固体激光器研究

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紧凑型高峰值功率端面抽运固体激光器研究
论文目录
 
摘要第1-7页
ABSTRACT第7-19页
符号对照表第19-21页
缩略语对照表第21-26页
第一章 绪论第26-44页
  1.1 激光二极管(LD)的发展现状第26-31页
  1.2 DPSSL关键技术及相关研究进展第31-37页
  1.3 高功率DPSSL的研究进展与应用第37-40页
  1.4 论文的研究内容第40-44页
第二章 端面抽运DPSSL的抽运光耦合效果分析第44-76页
  2.1 光纤耦合半导体激光器的输出特性第44-52页
    2.1.1 功率电流曲线第44-45页
    2.1.2 光谱曲线第45-46页
    2.1.3 输出光场分布第46-51页
    2.1.4 耦合系统的光束变换第51-52页
  2.2 谐振腔中振荡模式第52-63页
    2.2.1 近似解析解第53-54页
    2.2.2 共焦腔与稳定球面腔的等价性第54页
    2.2.3 光束质量第54-55页
    2.2.4 Fox-Li迭代算法第55-58页
    2.2.5 改进的Fox-Li迭代算法第58-60页
    2.2.6 谐振腔的数值计算结果与分析第60-63页
  2.3 端面抽运DPSSL的输出特性第63-66页
    2.3.1 速率方程第63-64页
    2.3.2 纵向抽运光与振荡光的分布函数的数学表示第64页
    2.3.3 阈值抽运功率的计算第64-65页
    2.3.4 输出功率和斜效率第65-66页
  2.4 耦合效果对于输出特性的影响第66-74页
    2.4.1 简化计算公式第66-68页
    2.4.2 考虑振荡光和抽运光发散条件下的计算结果第68-71页
    2.4.3 仿真结果的实验验证第71-72页
    2.4.4 不同抽运源抽运效果的实验比较第72-74页
  2.5 小结第74-76页
第三章 端面抽运激光晶体温度场求解第76-100页
  3.1 激光晶体热传导问题的数学描述第76-80页
    3.1.1 热传导方程第76-78页
    3.1.2 边界条件第78页
    3.1.3 热源函数第78-80页
  3.2 激光晶体稳态温度场的近似解析解第80-82页
  3.3 热传导问题的常用数值解法简介第82-83页
    3.3.1 有限差分法第82页
    3.3.2 有限元法第82页
    3.3.3 有限体积法第82-83页
  3.4 有限体积法计算温度场的算法第83-88页
    3.4.1 内点的离散方程第83-85页
    3.4.2 边界条件的处理第85-87页
    3.4.3 离散方程的求解第87页
    3.4.4 有限体积法求解稳态温度场的算法流程图第87-88页
  3.5 方形激光晶体温度场计算结果与分析第88-96页
    3.5.1 计算模型与参数设置第88-90页
    3.5.2 计算结果第90-91页
    3.5.3 晶体掺杂浓度对于温度场的影响第91-92页
    3.5.4 抽运光与边界条件对于温度场的影响第92-96页
  3.6 圆棒激光晶体温度场的计算第96-99页
    3.6.1 圆柱边界的处理方法第96-97页
    3.6.2 计算结果第97页
    3.6.3 轴对称温度场的简单处理方法第97-99页
  3.7 小结第99-100页
第四章 晶体热效应及其对DPSSL性能的影响第100-120页
  4.1 晶体热应力分析第100-107页
    4.1.1 具有轴对称温度场的圆柱形晶体热应力第100-102页
    4.1.2 晶体热应变和热应力的计算结果与分析第102-104页
    4.1.3 晶体热应变和热应力对于激光器的影响的讨论第104-107页
  4.2 热效应对于DPSSL输出特性的影响分析第107-111页
    4.2.1 理想薄透镜的相移函数第107页
    4.2.2 振荡光通过晶体的相移第107-108页
    4.2.3 等效热透镜焦距第108-109页
    4.2.4 热致衍射损耗的计算方法第109-110页
    4.2.5 热致衍射损耗对于阈值、斜效率的影响第110-111页
  4.3 热透镜轴向非均匀性研究第111-117页
    4.3.1 热透镜分段计算方案第111-112页
    4.3.2 热透镜传输矩阵的计算第112-115页
    4.3.3 热透镜轴向非均匀性对腔模的影响第115-117页
  4.4 小结第117-120页
第五章 激光晶体抽运端面的直接散热方案第120-132页
  5.1 晶体端面直接散热方案第120-122页
  5.2 热沉的设计与装配第122-124页
  5.3 物理模型的描述第124-126页
    5.3.1 模型建立第124页
    5.3.2 热传导方程第124-125页
    5.3.3 边界条件第125页
    5.3.4 热源函数第125-126页
  5.4 计算结果与分析第126-129页
    5.4.1 温度分布第126-127页
    5.4.2 端面形变第127-128页
    5.4.3 热透镜焦距第128-129页
  5.5 实验装置与结果第129-130页
  5.6 小结第130-132页
第六章 提高晶体端面注入功率的方法第132-154页
  6.1 阶梯掺杂晶体方案第132-146页
    6.1.1 阶梯掺杂激光晶体的设计结果第133-137页
    6.1.2 阶梯掺杂激光晶体的热效应分析第137-146页
  6.2 双端抽运方案第146-149页
    6.2.1 双端抽运晶体热效应分析第146-147页
    6.2.2 晶体吸收后残余抽运光的实验测量第147-148页
    6.2.3 双端抽运实验第148-149页
  6.3 单端抽运低掺杂晶体方案第149-152页
    6.3.1 抽运光场的均匀化第149-150页
    6.3.2 晶体热沉结构与热界面填充材料第150-151页
    6.3.3 低掺杂晶体实验结果第151-152页
  6.4 小结第152-154页
第七章 高峰值功率声光调Q技术第154-170页
  7.1 调Q脉冲特性的影响因素分析第154-158页
    7.1.1 调Q速率方程及其数值解第154-156页
    7.1.2 实验结果与分析第156-158页
  7.2 谐振腔内高功率密度振荡光场的有效关断方法第158-163页
    7.2.1 选择声光晶体中高衍射效率区域作为振荡光束通道第159-160页
    7.2.2 选择振荡光束束腰位置放置声光Q开关第160-162页
    7.2.3 采用双声光Q开关实现两个正交方向的有效关断第162-163页
  7.3 紧凑型高峰值功率激光器样机设计及其测试结果第163-167页
    7.3.1 激光头设计第163-164页
    7.3.2 样机测试结果第164-165页
    7.3.3 光束质量测试第165-167页
  7.4 小结第167-170页
第八章 结论和展望第170-176页
  8.1 研究结论第170-174页
    8.1.1 抽运光与振荡光的耦合效果第170-171页
    8.1.2 晶体热效应计算、分析与控制第171-173页
    8.1.3 大功率端面抽运解决方案第173-174页
    8.1.4 高峰值功率调Q技术第174页
  8.2 研究展望第174-176页
参考文献第176-186页
致谢第186-188页
作者简介第188-190页

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