LD側(cè)泵Nd-YAG激光器諧振腔的研究.pdf

1、激光打標(biāo)是目前工業(yè)產(chǎn)品標(biāo)記的最先進(jìn)技術(shù)，廣泛的應(yīng)用于鋼鐵、汽車、電子、航空航天、機(jī)械、冶金、船舶等相關(guān)加工領(lǐng)域。激光可以在平面或者弧面上打印各種文字、符號(hào)和圖案，高速打標(biāo)可在生產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)打標(biāo)，具有打標(biāo)精度高、加工速度快等優(yōu)點(diǎn)。目前用于打標(biāo)的激光器主要有Nd:YAG 激光器和CO2 激光器，Nd:YAG激光器最適合在金屬等材料上進(jìn)行高清晰度的標(biāo)記，目前市場(chǎng)需求量最大的激光打標(biāo)機(jī)配置是輸出功率為50W的LD 側(cè)泵Nd:YAG 激光器，本

2、論文提出并完成50W的LD側(cè)泵Nd:YAG 激光器的設(shè)計(jì)方案和相關(guān)參數(shù)研究。
　　 首先是LD 側(cè)泵Nd:YAG 激光器諧振腔的設(shè)計(jì)，對(duì)LD 側(cè)泵Nd:YAG 晶體的熱透鏡效應(yīng)進(jìn)行了研究，得到熱透鏡焦距的公式；基于晶體熱透鏡效應(yīng)的模型和高斯光束的光線傳輸矩陣原理建立帶熱透鏡效應(yīng)的LD 側(cè)泵Nd:YAG 激光諧振腔模型，再根據(jù)這個(gè)模型詳細(xì)推導(dǎo)出不同諧振腔內(nèi)傳輸矩陣以及晶體參數(shù)、熱透鏡焦距、腔形參數(shù)與輸出功率數(shù)值關(guān)系。
　　

3、 第二部分是50W的LD 側(cè)泵Nd:YAG 激光器的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，根據(jù)需求輸出功率值計(jì)算出激光晶體參數(shù)，選擇合適的LD 側(cè)泵模塊；根據(jù)穩(wěn)區(qū)判斷方法選擇出合適的腔長參數(shù)范圍和輸出鏡透過率值。
　　 第三部分是基于熱透鏡模型和光線傳輸ABCD 矩陣用Matlab 對(duì)平平腔、平凸腔、平凹腔的穩(wěn)區(qū)、諧振腔內(nèi)高斯光束傳輸規(guī)律、輸出鏡和晶體主平面表面的光斑半徑進(jìn)行數(shù)值模擬分析，得到最穩(wěn)定的諧振腔腔形、輸出功率最大的諧振腔腔形和輸出光束發(fā)散角