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激光二极管(LD)泵浦的铒玻璃被动调Q全固态激光器可以产生1535nm附近的激光,同时其具有结构简单、体积小、便于携带等特点,在激光雷达、激光测距、目标指示、激光医疗和光纤通信中都有着广泛的应用需求。本论文设计了一款抗干扰能力强、结构紧凑、实际应用性价比非常高的微型化激光器。具体内容如下:1、通过对Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃三能级系统的速率方程进行分析,计算出泵浦光斑半径、最佳泵浦位置以及腔内往返损耗对激光影响。考虑在Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃晶体中,Yb3+主要起到敏化作用,Er3+掺杂浓度一定的情况下,Yb3+掺杂浓度决定着晶体对泵浦光的吸收效率。根据小信号增益公式,分析计算了增益介质对泵浦光吸收的最佳长度。2、分析1.5μm激光被动调Q晶体,根据Degnan被动调Q理论,计算不同初始透过率的调Q晶体所对应的输出镜最佳透过率,优化激光输出条件。3、激光器的总体结构设计,我们主要考虑两点:(1)结构紧凑稳定,一体化、微型化;(2)宽温度范围下激光器正常工作,散热性。激光器封装时,内部充入惰性气体,保证激光腔内元件不因温度、湿度变化出现结霜现象而损坏,增强了激光器工作的稳定性。解决了目前激光器在激光测距中存在的受温度、湿度影响比较大、激光器自身体积过大和不方便安装携带等问题。4、本文在理论分析基础上,以中心波长940nm二极管激光器作为泵浦源,选取Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃作为增益介质,Co2+:MgAl2O4作为被动调Q晶体,在泵浦能量9mJ,重复频率10 Hz,泵浦脉宽5ms的情况下,获得了脉冲能量130μJ,脉宽5ns,峰值功率20kW以上激光输出,光光转换效率1.5%。激光中心波长1535nm,线宽小于0.02nm,光束质量因子M2约1.3,激光输出的不稳定度小于5%。激光自由输出时,光光转换效率达到了17%。