基于角锥棱镜的Ho:YAG环形腔单纵模激光器设计开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

#本选题研究的目的及意义单纵模激光器作为一种重要的激光光源，在高分辨率光谱、精密测量、激光雷达、光通信等领域有着广泛的应用需求。

ho:yag激光器工作在2.1μm波段，处于人眼安全波段，且该波段大气传输损耗低，水吸收峰高，在激光医疗、环境监测、光学传感等领域具有重要的应用价值。

因此，开展基于角锥棱镜的ho:yag环形腔单纵模激光器的设计研究具有重要的科学意义和应用价值。

2. 本选题国内外研究状况综述

#本选题国内外研究状况综述##国内研究现状近年来，国内在单纵模固体激光器领域取得了一定的进展，特别是在线宽压缩、频率稳定等方面。

例如，中国科学院上海光学精密机械研究所采用基于光反馈的pound-drever-hall(pdh)技术，实现了线宽小于100hz的单频nd:yag激光器输出[1]。

华中科技大学则利用低噪声泵浦源和高finesse法布里-珀罗标准具，实现了频率稳定性优于10-14的单频yb:yag激光器[2]。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

本研究将围绕基于角锥棱镜的ho:yag环形腔单纵模激光器设计展开，主要内容包括以下几个方面：1.角锥棱镜的选取和特性研究：根据ho:yag晶体的发光特性和激光器设计要求，选择合适的角锥棱镜，并对其偏振特性、光束偏移特性等进行研究，为激光器谐振腔设计提供理论依据。

2.环形腔结构设计：设计基于角锥棱镜的ho:yag环形腔结构，通过理论分析和模拟仿真，优化腔镜曲率半径、腔长等参数，抑制多纵模振荡，保证单纵模激光输出。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法，具体步骤如下：1.理论分析阶段：-研究角锥棱镜的工作原理、偏振特性和光束偏移特性，分析其在激光谐振腔中的作用机理。

-研究ho:yag晶体的发光特性、能级结构和激光动力学过程，建立ho:yag环形腔激光器的速率方程模型。

-分析环形腔的模式特性、损耗机制和稳定性条件，推导单纵模运转条件。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：1.首次提出将角锥棱镜应用于ho:yag环形腔单纵模激光器设计中，探索了一种新型的单纵模激光器结构。

2.建立了基于角锥棱镜的ho:yag环形腔激光器理论模型，并通过数值模拟优化了激光器参数。

3.实验研制了基于角锥棱镜的ho:yag环形腔单纵模激光器，并对其性能进行了测试和分析，验证了该结构的可行性和优越性。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 王志勇, 张强, 张伟力, 等. 基于yag晶体的单频环形激光器研究进展[j]. 激光与光电子学进展, 2020, 57(17): 1700001.

[2] 陈子阳, 张鹏, 陈念年, 等. 大功率单频连续波环形er:yag激光器[j]. 激光与光电子学进展, 2022, 59(23): 2314002.

[3] 吴宇航, 张建伟, 刘鹏, 等. 基于cr4 :yag被动调q的ho:yag固体激光器[j]. 激光与红外, 2018, 48(09): 1120-1124.