全文总字数：3792字

1. 研究目的与意义（文献综述）

1 目的及意义（含国内外的研究现状分析）

1.1 研究背景

自上世纪六十年代世界上首台激光器发明以来，各类激光器和激光技术达到迅速的发展，其中固体激光器的发展尤为突出，激光二极管抽运的全固态激光器相对于灯泵固体激光器有着结构简单转换效率高，应用广泛等优点，成为目前全固态激光器的研究热点。采用激光器的调q技术可以实现脉冲激光的输出，可以获得很高的单脉冲功率，当它与物质相互作用时，就产生了一系列具有重大意义的新现象，新技术和新方法。高功率激光可用于强光光学这一新的学科，成功的实现了光的倍频、光的差频与和频、光的参量放大和振荡，观察到光的受激拉曼散射，强光自聚焦等一系列非线性光学效应。调q技术的出现还推动了激光测距、激光雷达、高速全息照相以及激光加工等应用技术的发展。自饱和被动式调q激光器由于器件结构简单，对激光器无电磁干扰，应用十分广泛，但由于通常的染料调q介质，导热率极低，应用范围受到局限，只能用于低重复率的脉冲调q激光器中。近年来，由于激光晶体技术的进步，我国已生产出可用于高重复率调q的多掺yag晶片，制成了被动式的q开关器件，兼备声光和染料调q的长处，在激光医疗、激光打标和非线性光学等领域获得广泛的应用。

1.2 研究进展

我国电子工业部第十一研究所在20世纪八十年代首先发现了cr4 :yag晶体的饱和吸收性能，并用于自调q和被动调q激光器；进入90年代，cr4 :yag被动调q激光器发展很快，在重复频率、脉冲宽度、峰值功率等指标上都有很大的提高。1991年，美国的d.m.andrauslas和c.kennedy提出，四价铬离子掺杂钇铝石榴石可作为无驱动源的即插即用型饱和吸收被动调q元件，不仅具有经济实用的特点，而且还益于半导体激光泵浦的固体激光器的小型化。此后，关于掺铬晶体的被动调q全固化激光器的报道如雨后春笋大量的涌现出来。激光二极管泵浦的cr4 :yag被动调q微片激光器因其高重复频率、短脉宽、高峰值功率等优点，在光通信、激光雷达、遥感监测、非线性频率变换、激光微加工等领域有着重要应用。然而目前cr4 :yag被动调q激光器脉冲输出稳定性较差，而且重复频率调谐范围窄，限制了其在气溶胶的荧光分析、测距以及空间光通信等领域中的广泛应用。

1.3 目的意义

cr4 :yag晶体具有宽的吸收带和良好的饱和吸收特性，并且光化学性质稳定，导热性能也很好。因此，它是高功率、高重复频率及小型全固化激光器的被动调q开关的理想元件。ld泵浦固体激光技术及微片激光技术的发展，不但使cr4 :yag被动调q激光器脉冲宽度、重复频率等指标有了很大的提高，而且是器件更加小型化。cr4 :yag被动调q激光器虽然具有结构简单、重量轻、体积小，易实现器件的小型化，具有高的转换效率和脉冲重复频率等优点，但是无法控制脉冲产生时刻、重复频率和峰值功率，因而在一些应用中受到限制。本文对cr4 :yag被动调q激光器脉冲输出特性进行研究，理论分析cr4 :yag参数、谐振腔长度等对激光输出调q脉冲特性的影响，分析cr4 :yag被动调q激光器激光脉冲宽度压窄优化方法，以获得窄脉冲激光输出，可用于激光探测、激光测距、激光加工等应用。

2. 研究的基本内容与方案

2 研究的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

2.1 基本内容

在本设计中主要是为了分析饱和吸收调q的特点及实现方法；分析cr4 :yag饱和吸收晶体的吸收特性及其与1064nm激光的耦合情况；测量并分析实现饱和吸收调q的条件，观测调q前后激光输出特性的变化。

2.2 目标

研究cr4 :yag被动调q激光器脉冲输出特性，通过cr4 :yag跃迁吸收的速率方程模型，模拟分析cr4 :yag初始透过率和晶体长度对激光输出脉冲宽度的影响，并利用泵浦nd:yag激光器进行被动调q实验，了解饱和吸收调q的特点及实现方法； 分析吸收晶体的特性及其与激光的耦合情况；分析实现调q的条件及调q激光的输出特性；分析最佳调q效果实现条件。

3. 研究计划与安排

3 进度安排

第1-3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解饱和吸收调q的特点及实现方法。确定方案，完成开题报告。

第4-8周：分析晶体吸收特性及其与激光的耦合情况。

第8-13周：确定实现饱和吸收调q的条件，观测调q前后激光特性的变化。

4. 参考文献（12篇以上）

4 参考文献

[1]苏艳丽,罗旭,张学辉,等.重复频率连续可调谐的cr4 :yag被动调q微片激光器[j].红外与激光工程,2014年02期

[2]周叶,焦明星,连天虹,等.被动调q双腔双频nd:yag激光器设计及实验研究[j].中国激光,2018年12期

[3]陈振杰.高峰值功率窄脉宽1064nm调q yag激光器研制[d].长春理工大学,2017年