2010 年 6 月
毕业设计（论文） 题目名称： LD 端面泵浦 1064nm Nd:YVO 4固体
激光器的 Z
型折叠腔设计 院系名称：理学院
班 级：物理 062 学 号： 学生姓名： 指导教师：
论文编号：200600124210
LD端面泵浦1064nm Nd:YVO4 固体激光器Z 型折叠腔设计
Design of Z type Resonators for the
LD End-Pumped 1064nm
Nd:YVO 4 Lasers
院系名称：理学院班级：物理062 学号：学生姓名：指
导教师：
摘要
光学谐振腔是激光器的一个重要组成部分，设计良好的谐振腔是实现大功率高质量激光输出的关键。本文通过理论分析和数值模拟提出尽可能理想的谐振腔结构和合适的腔参数，以实现高功率、高光束质量、高效率和高稳定性的激光输出。
2010 年 6 月
本文运用光学传输矩阵讨论Z 型激光谐振腔的各个参数对谐振腔稳定性和输出光束质量的影响，进而选择合适的谐振腔参数，设计出可行的Z 型折叠腔，并利用数值模拟说明其工作特性。论文共分为四部分：谐振腔作用及分类，Nd:YVO 4 激光特性，谐振腔参数选择，工作特性模拟及分析。其中谐振腔参数的选择是本文的核心，包括热透镜焦距的计算，谐振腔各臂长的选择，输出镜透过率的选择等。
随着二极管端面泵浦固体激光器应用范围的扩展，对激光束的要求也将趋于多样化，针对不同的要求，如何快速的设计出对应的谐振腔，对激光谐振腔的设计方法提出了新的要求。
关键词：激光器，Z 型谐振腔，光学变换矩阵，优化设计，数值模拟
Abstract
Optical resonator is an important part of laser. A well-designed resonator is the key to realize the high-power laser output of high quality. In this paper, we get the ideal resonator structures and the appropriate parameters through theoretical analysis and numerical simulation, to achieve high power, high quality, high efficiency and high light stability of laser output.
This paper discussed the effects of resonator parameters on the beam quality, stability and output power by means of transfer matrix. And then, We choose the appropriate resonator parameters, and get a practical Z type Resonators and shows its performance by numerical simulation . This paper has four parts: classification of resonator, the laser characteristics of Nd:YVO 4, resonator parameters selection, simulation and analysis of output characteristics of designed resonator. The choose of resonator parameters is the core of this paper, including computation of thermal lens focal length, the arms length of resonator, and the transmissivity of output mirrors.
With the expanding application scope of diode pumped solid lasers, the requirements of laser become diversiform. It has been a new requirement to find a fast way to design a laser resonator to meet the different requirements.
Keywords: lasers, Z type resonator, optical transfer matrix, optimizing design, numerical simulation
目录
摘要. .................................................................. I
Abstract . ............................................................. II
引言. (1)
1 谐振腔的作用、分类及比较. (2)
1.1 谐振腔的作用 (2)
1.2 谐振腔的分类及比较 (2)
2 Nd:YVO4 晶体的激光特性 (5)
3 谐振腔参数计算. (7)
3.1 热透镜焦距计算. (7)
3.2 谐振腔稳定条件 (8)
3.3 谐振腔臂长的选择 (9)
3.4 输出镜透过率的选择 (16)
4 谐振腔工作特性分析. (19)
5 总结. (20)
参考文献. (21)
致谢. (22)