低温CTH:YAG激光器的实验研究

为提升钬激光输出特性,分析了CTH:YAG激光器能级跃迁全程,根据CTH:YAG激光器准三能级的特点,采用BaSO_4漫反射聚光腔,测试了不同频率,不同冷却温度、不同输出镜反射率和不同CTH:YAG晶体面型对钬激光输出能量的影响。实验结果表明,在水温为10℃,输出镜反射率R=85%,采用双凹面型晶体时,在注入131J时,8Hz下的激光能量输出达到了5.5J。

Cr,Tm,Ho:YAG激光器温度特性的数值分析

为了分析CTH:YAG激光器在受激跃迁时的温度特性,从速率方程中腔内光子数密度出发,考虑CTH:YAG的准三能级特性以及Tm-Ho准热平衡体系的影响,定义了相对振荡效能参量。采用数值模拟的方法,分析了相对振荡效能的温度特性,得到了其温度变化曲线。结果表明,CTH:YAG的相对振荡效能是温度的非线性减函数,且存在截止温度使腔内振荡无法产生;截止温度与Tm-Ho准热平衡体系的储能成正比,相对振荡效能也随Tm-Ho准热平衡体系的储能的增大而增大。这一结果为CTH:YAG激光器受激跃迁的温度特性提供了理论依据,对改善其工作特性和优化输出结果具有指导性意义。

Cr,Tm,Ho∶YAG激光器有效反转减少因子的数值模拟分析

为了分析Cr,Tm,Ho∶YAG(以下简称为CTH∶YAG)系统中Ho3+在受激跃迁时的工作特性,从速率方程中的反转减少因子出发,引入了有效反转减少因子的概念,从对有效反转粒子数利用率的角度,对其有效反转减少因子γC*TH∶YAG进行了数值模拟和分析。结果表明,γC*TH∶YAG是温度T的非线性递增函数,且在一定的工作温度范围内有一个拐点,存在一段近似线性的区域。在几十K到几百K的温度范围内均有1<γC*TH∶YAG<1.5,且在室温下γC*TH∶YAG更接近于1。另外,γC*TH∶YAG的取值还受Stark跃迁能级变化的影响,但其随温度变化的主要性质不会改变。明确了γC*TH∶YAG的意义和性质,为CTH∶YAG系统的温度敏感特性提供了理论依据,对优化输出结果有指导性意义。

CTH:YAG激光器Tm-Ho准热平衡体系反转跃迁因子的数值模拟分析

为了分析Cr,Tm,Ho:YAG激光器(以下简称CTH:YAG)系统中各种离子受激跃迁时的温度特性,从CTH:YAG激光器的适配激光速率方程出发,针对准三能级特性及Tm-Ho准热平衡体系特点,提出了反转跃迁因子的概念.采用数值模拟的方法,得到了其温度特性曲线,分析了反转跃迁因子的温度特性及其与体系储能的关系.结果表明,CTH:YAG的反转跃迁因子是温度的非线性减函数,且存在动态截止温度使得反转跃迁无法进行;截止温度与Tm-Ho准热平衡体系中的储能成正比,反转跃迁因子也随着Tm-Ho准热平衡体系的储能增大而增大;铥钬浓度比1:1是体系储能实现反转跃迁的临界点.所得结果为研究CTH:YAG激光器的温度敏感特性提供了理论依据,同时对改善和优化CTH:YAG激光器性能具有指导价值.