《固體單頻雷射技術》是2024年科學出版社出版的圖書。
基本介紹
- 中文名：固體單頻雷射技術
- 出版時間：2024年1月1日
- 出版社：科學出版社
- 頁數：350 頁
- ISBN：9787030768551
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
全固態單頻連續波雷射器具有高光束質量、低噪聲、窄線寬以及高相干性等優點，在量子光學、原子物理、精密測量、雷射雷達和雷射制導等基礎研究及國防和軍事領域中有著廣泛且重要的套用。《固體單頻雷射技術》基於作者多年的工作積累，總結了高功率全固態單頻連續波雷射器相關的技術和方法，並且給出了一些已經套用於成熟產品的雷射器設計實例。《固體單頻雷射技術》共有6章，包括光學諧振腔、熱效應的產生和改善、高功率單頻雷射器的穩定性、強度噪聲的分析與抑制、利用非線性損耗提升單頻雷射器的性能和寬調諧單頻雷射技術。*後在結束語中簡要介紹了全固態單頻連續波雷射器在光場量子態的製備、冷原子物理的研究和引力波探測中的套用情況。
圖書目錄
前言
第1章 光學諧振腔 1
1.1 法布里–珀羅腔 1
1.1.1 基本概念 1
1.1.2 無源法布里–珀羅干涉儀 10
1.1.3 有源法布里–珀羅干涉儀 19
1.2 雷射的模式 24
1.2.1 縱模 24
1.2.2 橫模 25
1.2.3 高斯光束 26
1.3 單頻雷射器 29
1.3.1 模式競爭 30
1.3.2 空間燒孔引起多模振盪 30
1.3.3 環形諧振腔 32
1.3.4 光學單向器 38
1.3.5 單頻雷射器的輸出特性 41
1.4 單頻測試 44
參考文獻 48
第2章 熱效應的產生和改善 50
2.1 熱效應產生機理 50
2.1.1 量子虧損 50
2.1.2 能量傳輸上轉換 51
2.1.3 激發態吸收 52
2.1.4 交叉弛豫 53
2.2 端面泵浦雷射晶體的熱透鏡效應 53
2.2.1 溫度分布 55
2.2.2 等效熱透鏡效應 56
2.2.3 熱透鏡像散 56
2.3 影響熱效應的因素 57
2.3.1 泵浦源 58
2.3.2 增益晶體 64
2.4 熱效應的改善 68
2.4.1 端面熱效應的減輕 68
2.4.2 熱透鏡效應的減輕 70
2.5 熱效應的補償 75
2.5.1 熱致球形像差的補償 75
2.5.2 熱透鏡像散的補償 75
2.6 像散自補償的全固態單頻連續波雷射器 78
2.6.1 減輕 Nd:YVO4 晶體的熱效應 79
2.6.2 Nd:YVO4 晶體熱透鏡像散及其補償 83
2.7 磁致旋光晶體的熱效應及其補償 94
2.7.1 磁致旋光晶體的熱透鏡效應 94
2.7.2 磁致旋光晶體熱效應的改善和補償 99
參考文獻 107
第3章 高功率單頻雷射器的穩定性 110
3.1 單縱模操控技術 110
3.1.1 熱不靈敏腔 110
3.1.2 縱模選擇技術 116
3.2 頻率穩定性 119
3.2.1 頻率穩定度 119
3.2.2 主動穩頻技術 121
3.3 功率穩定性 137
3.3.1 端面平行的 Nd:YVO4 晶體 137
3.3.2 楔形 Nd:YVO4 晶體 140
3.4 指向穩定性 144
3.4.1 基本概念 144
3.4.2 測量原理 145
參考文獻 148
第4章 強度噪聲的分析與抑制 151
4.1 全固態單頻連續波雷射器的強度噪聲特性 151
4.1.1 基頻輸出雷射器強度噪聲的理論模型 151
4.1.2 內腔倍頻雷射器強度噪聲的理論模型 156
4.2 強度噪聲的測量方法 160
4.2.1 白噪聲校準測量法 160
4.2.2 自零拍噪聲測量法 161
4.3 影響強度噪聲的因素 165
4.3.1 泵浦源 165
4.3.2 泵浦方式 171
4.3.3 受激輻射速率 176
4.4 強度噪聲的抑制 187
4.4.1 電流負反饋抑制單頻雷射器的強度噪聲 187
4.4.2 利用光電反饋抑制雷射器低頻段的強度噪聲 193
4.4.3 模式清潔器抑制雷射器的強度噪聲 198
4.4.4 串聯式模式清潔器抑制雷射器的強度噪聲 202
參考文獻 205
第5章 利用非線性損耗提升單頻雷射器的性能 207
5.1 基本原理 207
5.2 單縱模運轉的物理條件 208
5.2.1 理論模型 208
5.2.2 非線性接受頻寬 209
5.2.3 單縱模運轉的物理條件分析 210
5.2.4 實驗驗證 211
5.3 提高全固態單頻連續波雷射器的輸出功率 213
5.3.1 全固態單頻連續波雙波長雷射器 213
5.3.2 內腔線性損耗的測量 217
5.3.3 百瓦級全固態單頻連續波雷射器 221
5.4 提高全固態單頻連續波雷射器的穩定性 227
5.4.1 基本原理 227
5.4.2 雷射器及反饋控制系統 229
5.5 操控全固態單頻連續波雷射器的強度噪聲 235
5.5.1 全固態單頻連續波雙波長雷射器的強度噪聲 235
5.5.2 雷射器縱模結構與強度噪聲之間的關係 239
5.6 實現超寬範圍的頻率連續調諧 244
5.6.1 基本原理 244
5.6.2 實驗裝置 247
5.6.3 實驗結果與分析 248
參考文獻 252
第6章 寬調諧單頻雷射技術 254
6.1 寬頻雷射晶體材料 254
6.1.1 摻過渡金屬離子晶體 254
6.1.2 摻鉻離子雷射晶體 265
6.1.3 摻稀土離子晶體 269
6.2 諧振腔設計 270
6.2.1 環形諧振腔 271
6.2.2 鈦寶石四鏡環形諧振腔的像散補償 273
6.2.3 像散補償的環形諧振腔 274
6.3 單向運轉方法 277
6.3.1 寬頻光學單向器 277
6.3.2 自注入鎖定雷射技術 279
6.4 寬頻調諧技術 281
6.4.1 雙折射濾波片 281
6.4.2 離軸雙折射濾波片 289
6.4.3 自動調諧的實現 297
6.4.4 自調諧鈦寶石雷射器 302
6.5 頻率連續調諧技術 308
6.5.1 機械調製標準具鎖定技術 308
6.5.2 電光效應標準具鎖定技術 314
6.5.3 直接調製鎖定技術 323
6.5.4 雙折射標準具的偏振鎖定技術 324
6.5.5 引入非線性損耗 330
6.6 全固態單頻連續波鈦寶石雷射器設計實例 334
6.6.1 泵浦源的選擇 335
6.6.2 耦合系統的設計 335
6.6.3 諧振腔 337
6.6.4 內腔損耗的測量 338
6.6.5 結果分析 340
參考文獻 344
結束語 348
