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钕玻璃宽带激光放大能量提取效率研究

范广鑫 隋展 张彬 高妍琦

范广鑫, 隋展, 张彬, 等. 钕玻璃宽带激光放大能量提取效率研究[J]. 强激光与粒子束, 2019, 31: 111001. doi: 10.11884/HPLPB201931.190095
引用本文: 范广鑫, 隋展, 张彬, 等. 钕玻璃宽带激光放大能量提取效率研究[J]. 强激光与粒子束, 2019, 31: 111001. doi: 10.11884/HPLPB201931.190095
FAN Guangxin, SUI Zhan, ZHANG Bin, et al. Energy extraction efficiency of broad-band laser in neodymium glass laser amplifiers[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2019, 31: 111001. doi: 10.11884/HPLPB201931.190095
Citation: FAN Guangxin, SUI Zhan, ZHANG Bin, et al. Energy extraction efficiency of broad-band laser in neodymium glass laser amplifiers[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2019, 31: 111001. doi: 10.11884/HPLPB201931.190095

钕玻璃宽带激光放大能量提取效率研究

doi: 10.11884/HPLPB201931.190095
基金项目: 

科学挑战计划项目 TZ2016005

国家自然科学基金项目 11604317

国家自然科学基金项目 11604318

国家自然科学基金项目 11804321

详细信息
    作者简介:

    范广鑫(1993—), 男,硕士研究生,从事高功率激光技术应用研究; fgx0792@163.com

  • 中图分类号: 140.3055

Energy extraction efficiency of broad-band laser in neodymium glass laser amplifiers

  • 摘要: 基于钕玻璃宽带脉冲激光放大模型,采用数值模拟的方法,研究了钕玻璃放大器对不同输入光通量、不同脉宽以及不同带宽(或波长分布)脉冲激光放大的能量提取效率。计算结果表明,钕玻璃宽带放大能量提取效率随着输入光通量的增加而提高,并最终趋于某一定值。对于以均匀加宽为主的介质,随着带宽的增加,能量提取效率逐渐下降;对于以非均匀加宽为主的介质,随着带宽的增加,能量提取效率先逐渐升高,达到最大值后开始下降。对于均匀加宽与非均匀加宽线宽比为0.1的混合加宽介质,在饱和通量输入条件下,使用宽带激光能够带来大约80%的效率提升。
  • 图  1  钕玻璃的谱线加宽机制

    Figure  1.  Spectral line broadening mechanism of neodymium glass

    图  2  输出能量密度随增益介质长度的变化

    Figure  2.  Output energy density varies with gain medium length

    图  3  能量提取效率随输入光通量的变化

    Figure  3.  Energy extraction efficiency varies with input luminous flux

    图  4  能量提取效率随脉宽的变化

    Figure  4.  Energy extraction efficiency varies with pulse width

    图  5  小信号输入时与饱和通量输入时能量提取效率与ΔνL的关系

    Figure  5.  Relationship between energy extraction efficiency and ΔνL for small signal input and saturated flux input

    图  6  输出脉冲的光谱与时间波形

    Figure  6.  Spectral and time waveform of the output pulse

    图  7  小信号输入时与饱和通量输入时能量提取效率与ΔνL的关系

    Figure  7.  Relationship between energy extraction efficiency and ΔνL for small signal input and saturation flux input

    表  1  N31型钕玻璃的基本参数

    Table  1.   Basic parameters of N31 neodymium glass

    σ/10-20 cm2 τrad/μs Δλeff/nm n1053 nm τp/ns τf/ns
    3.8 351 25.8 1.535 50 0.25
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-04-09
  • 修回日期:  2019-08-26
  • 刊出日期:  2019-11-15

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