LD泵浦准三能级系统的理论分析及实验优化设计.pdfVIP

《激光杂志~20oo年第 2l卷第 3期 LASERjOURNAL(Vo1．21，No3．2000) 9 LD泵浦准三能级系统的理论分析及实验优化设计 ，一f{ 兰 鎏、，陈檬王春林 (北京市激光桂末宾验 室 北京工业大学，北京 100022) 提薹：从速率方程的理沧出发，推导出了LD端泵准三能级系统的输 出功宰监斜效率的表盎式，讨论了泵浦光厦振貉光的空间分布变量匣晶体 OfLD pumpedquasi·three-levelsystem 颠得到蓝光进行丁广泛研究 “1 ，这是由于得到的蓝光在高密 2aL “』U 1+血 f～ 】一 946nm产生于Nd：YAG的F‘3一 能级问的跃迁，这时．由于 △ 川—— L dV (4) 低能级的粒子数影响不可忽略，通常将其视为准三能级处理， i 。t， 而得到高功率和高输出质量的输出光。文献E6-9~对其输出特性 在近闻值的 一 般条件下．＆ (，，)《 ．这里—生相 当于 苎三：譬 享 量孽 划埘籼篓特竺性 饱光：子数。将(：式中被积教接磊泰夏数展：孬职一所 的影响．得到了一些有用扮结论．但还不够明确。 ==： … 。 … ’… 一 … 一 l 理诧分析 根据准三扼 级系统 的违罩方程 ．其稳态时上 下能级粒子数 S 方程可表示为 [6]： = 船 一 B1 rP(… ) ( )dV 一 地 害 s )：o (5)式中．设Br 日 (r_小 。)dV； =一肌 (，_】_ … Ⅲ ～)dV 由rp(r．z)，so(r，z)的表示式㈧ ： + 盈 牛 (rls…j：o 腔中光子数方程为 ： = 州…)…(茅) = 詈Ⅲ (r_ u(r，跏y一 s=o㈦ 一 = 一 (等) (1)式中， (r，：)， (r．)分别为稳志时上下能级粒子 得 ·= 。 _=i 。丽 1 ，岛= 数 ． ． 分别为上下能级粒子数中对激光输出起作用的粒子 筹 数分数，R为泵浦速率 ．O-为曼激发射截面，c为光速 ． 为折 (7) 射率，r为上能级寿命 ，S为腔内光子数 ， ， 为热平衡时 这里，考虑到泵浦光的发散作用 ．呻= ( D) ]，夸 上下能镀粒于数 ． (r．) (r．。)分别为泵光和振荡光的归 = I—}』6j(z)dz『表示平均光斑尺寸。再由 = 一 化空间分布函数。(2)式中， 为往返损耗。 由(1)式中两式合并可得 ： ‰( (丢+ ) 肿 为泵 = 一 浦光于能量， 为泵浦量子艘率， =[j—e即(一nL)]为吸收 艘辜 ．o为振荡光束瞬半径