高功率高光束質(zhì)量側(cè)面泵浦固體激光主振蕩功率放大器的開題報(bào)告

高功率高光束質(zhì)量側(cè)面泵浦固體激光主振蕩功率放大器的開題報(bào)告激光器是一種重要的光電子器件，應(yīng)用廣泛，涉及到多個(gè)領(lǐng)域，如光通訊、材料加工、醫(yī)療等。其中，高功率高光束質(zhì)量的固體激光器是研究的熱點(diǎn)之一。本文將就該主題進(jìn)行研究，具體內(nèi)容如下。一、研究背景及意義固體激光器主要由激光器主振蕩器和功率放大器兩部分組成，前者產(chǎn)生激光，后者增強(qiáng)激光功率。近年來，隨著科技的不斷進(jìn)步，人們對(duì)功率放大器的需求也日益增長，特別是需要大功率輸出和良好的光束質(zhì)量的領(lǐng)域。這種需求為研究高功率高光束質(zhì)量的側(cè)面泵浦固體激光主振蕩功率放大器提供了機(jī)遇。二、研究現(xiàn)狀及不足在現(xiàn)有的激光器中，摻雜釹離子的YAG晶體具有較高的激光效率和較大的吸收截面，因而被廣泛應(yīng)用于制作激光器晶體，其固有的諧振特性使得其成為一種理想的激光材料。已有的研究表明，采用側(cè)面泵浦技術(shù)能大幅提高激光的效率和光束質(zhì)量。但是，目前存在的問題是，激光器主振蕩器和功率放大器之間的能量傳遞不平衡，使得激光的輸出功率和光束質(zhì)量受到限制。三、研究內(nèi)容本文擬采用側(cè)面泵浦技術(shù)，設(shè)計(jì)一種高功率高光束質(zhì)量的激光器主振蕩功率放大器。主要研究內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：（1）設(shè)計(jì)大直徑的側(cè)面泵浦結(jié)構(gòu)，以提高能量分布均勻性。（2）優(yōu)化主振蕩器的參數(shù)，利用多段共振腔結(jié)構(gòu)，提高激光質(zhì)量。（3）研究功率放大器的能量傳遞均衡問題，提高輸出功率和光束質(zhì)量。（4）對(duì)激光器的輸出功率、波長、光束質(zhì)量等進(jìn)行測試和分析。四、預(yù)期結(jié)果通過以上研究內(nèi)容，我們預(yù)期能夠得到高功率、高光束質(zhì)量的側(cè)面泵浦固體激光主振蕩功率放大器。其中，輸出功率能夠達(dá)到100W以上，光束質(zhì)量TEM00模下的M2指標(biāo)小于1.2，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。五、研究方法采用數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，具體步驟如下：（1）使用有限差分時(shí)間域方法（FDTD）模擬側(cè)面泵浦結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)。（2）采用束流動(dòng)力學(xué)模擬獲得側(cè)面泵浦柱和主振蕩器間能量傳遞的情況。（3）利用ZEMAX軟件對(duì)主振蕩器的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。（4）通過激光功率放大器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)測試輸出功率、波長、光束質(zhì)量等指標(biāo)。六、研究進(jìn)展目前，我們已完成了對(duì)側(cè)面泵浦柱的數(shù)值模擬，并設(shè)計(jì)了一種多段共振腔的主振蕩器結(jié)構(gòu)。接下來將重點(diǎn)研究如何優(yōu)化主振蕩器的參數(shù)，使得激光的光束質(zhì)量得到進(jìn)一步提升。七、論文結(jié)構(gòu)本文預(yù)計(jì)包括以下章節(jié)：（1）緒論（2）激光器的基本原理（3）激光器主振蕩器的優(yōu)化設(shè)計(jì)（4）激光器功率放大器的能量傳遞研究（5）實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果分析（6）結(jié)論與展望八、總結(jié)本文的研究目標(biāo)是設(shè)計(jì)一種高功率高光束質(zhì)量