一、LD脉冲泵浦下Cr:LiSAF激光动态性能研究（论文文献综述）
车长金[1]（2021）在《增材制造缺陷的LIBS在线检测研究》文中指出近几年,随着新一轮科技革命和产业变革的快速推进,以增材制造为代表的先进制造技术取得了飞速发展,其研究及应用遍布航空航天、国防工业、电力工业、汽车产业、医疗器械和模具制造等高端装备制造和高精尖科技发展领域,在我国国民经济与社会发展中发挥至关重要的作用。增材制造技术采用数字离散/堆积原理,逐点加工、逐线搭接、逐层叠加材料形成制件,具有零件加工效率高、加工周期短、节省原材料、成形工艺简单且精度高、可直接成形任意复杂形状结构等优势,但由于加工过程中激光与材料相互作用的物理机制非常复杂,可能导致成形零件的内外部出现裂纹、孔洞、夹杂物、未熔合、球化等不同种类缺陷,严重影响零件的使用性能和寿命。因此,实施增材制造缺陷在线检测,对于提高增材制件质量至关重要。本文采用激光诱导击穿光谱分析技术对激光选区熔化（Selective Laser Melting,SLM）增材制件缺陷进行在线检测,具有原位、实时、无损检测等优势,重点搭建了SLM增材制造过程缺陷的LIBS在线检测装置,通过实验采集并分析熔池的等离子体光谱,结合机器学习算法完成缺陷的实时探测与高精度识别。主要研究内容如下:（1）搭建了SLM金属增材制件缺陷的LIBS在线检测装置。在确保不影响SLM加工过程的前提下,结合SLM金属增材制造的工艺特点,设计了同轴双光路LIBS光纤检测探头、X-Y-Z三轴丝杠进给位置伺服驱动等装置。同轴双光路LIBS光纤检测探头采用光纤光学传输方法将脉冲激光束导入SLM腔室内,并将激发熔池产生的等离子体信息同轴传输至探测器。探头腔体内部安装的凸透镜、反射镜等光学元件为激光和等离子体传输提供了光学路径。在SLM粉末缸正上方安装的丝杠进给伺服驱动系统,用于传动同轴双光路LIBS光纤检测探头,实现在SLM工作腔室内的稳定运行和对熔池焦点的精准定位。同时,完成了实验设备的选型、分析及参数优化。通过LIBS激光脉冲到熔池焦点的精密定位、激光光源导入并诱导激发等离子体、等离子体光谱信息采集与传输、在线检测系统时序控制、等离子体光谱分析与缺陷识别等在线检测流程,实现了SLM增材制造过程缺陷的在线检测目标。（2）在对丝杠进给位置伺服驱动系统进行动力学建模基础上,提出基于PID控制器和线性自抗扰控制器（Linear Active Disturbance Rejection Control,LADRC）等两种动力学控制方案,通过Matlab/Simulink仿真环境,在无扰动、有三角波扰动或正弦波扰动等条件下,分别对直线、圆形和“8”字形给定轨迹进行两种控制策略的跟踪效果对比分析,并通过实验验证了系统轨迹跟踪性能。结果表明,线性自抗扰控制不依赖丝杠进给伺服系统的精确数学模型,容易消除机械摩擦力的非线性和系统不确定性等影响,实现轴间解耦和系统扰动补偿。（3）采用交流永磁同步电动机驱动的X-Y-Z三轴丝杠进给伺服系统,完成LIBS光纤检测探头在SLM增材制造工作腔室空间内的运动速度控制、轨迹和位置跟踪控制。重点对伺服系统的电流环、速度环和位置环等分别进行校正。通过仿真和实验结果表明,X-Y-Z三轴丝杠进给位置伺服系统传动LIBS光纤检测探头,快速性好、定位精度高,能够实现对SLM熔池的快速、精准定位和轨迹跟随。（4）采用k最邻近（K-Nearest Neighbor,KNN）、支持向量机（Support Vector Machines,SVM）和随机森林（Random Forest,RF）等三种机器学习算法进行SLM增材制件缺陷的识别研究。首先对比镍基合金制件有缺陷和无缺陷样品的光谱,区分不同样品的光谱差异。再通过小波变换的方法对谱线基底进行校正,以减小谱线的空白背底,扣除连续背景噪声。之后,采用主成分分析法（Principal Component Analysis,PCA）对LIBS光谱数据做降维处理,可以过滤数据噪声及冗余信息,提高缺陷识别的准确性。最后采用机器学习算法完成缺陷识别,并对三种算法的识别性能进行对比分析。识别结果表明,结合机器学习算法的LIBS在线检测技术,可以有效的识别出SLM金属增材制件的缺陷。本文实现了增材制造金属零件缺陷的LIBS在线高精度检测与识别。通过自主搭建的激光诱导等离子体信号检测与分析装置,采集并分析了等离子体特征光谱。所设计的基于线性自抗扰控制器的丝杠进给位置伺服驱动系统可以有效传动LIBS光纤检测探头,完成SLM熔池及样品的快速、精准定位。结合机器学习算法建立的定标模型、分类识别模型,不仅提高了不同种类合金零件定性分析性能,对合金零件缺陷具有较强的分类识别能力。本文所开展的研究工作及成果,可以为增材制造金属零件缺陷识别提供依据,进而为改善增材制造过程工艺、实施缺陷机理分析及控制、提高增材制造金属零件质量等提供支持。
郑婉君[2]（2011）在《脉冲红光泵浦Cr：LiSAF激光器的研究》文中提出全固化激光器由于其转换效率高、结构紧凑、体积小、寿命长以及具有高质量的激光光束等优点成为激光技术研究领域的热点。可调谐固体激光器的成功研制给固体激光器的研究注入了新的活力,以其较宽波段范围的可调谐输出能力广泛地应用于光纤通讯、工业生产、生物医学、激光武器等诸多方面。可调谐激光晶体材料的不断更新,不仅增加了固体激光光源的实用价值,更重要的是使超快光学有了突破性的进展,较宽的增益谱线使获得的飞秒脉冲更窄,峰值功率更高。众多可调谐激光晶体中,掺铬六氟铝锶锂（Cr3+:LiSrAlF6,简称Cr:LiSAF）的应用最为广泛,它是在近红外波段可以实现调谐输出的新型激光材料,具有转换效率高、调谐范围宽（750nm-1050nm）、上能级荧光寿命长（67μs）、峰值发射截面较大（5×10-20cm-2）、热透镜效应小、晶体散射损耗小以及高浓度的离子掺杂不会产生浓度猝灭现象等优点。非线性光学晶体以及光学频率变换技术的发展,使人们意识到可调谐Cr:LiSAF激光器的倍频光正好处于蓝光波段,恰好与海洋传输窗口相吻合,是水下通信的最佳波长。因此Cr:LiSAF激光器在科学研究、激光医学、军事通信等方面都有着广泛的潜在用途。本论文着重于全固态Cr:LiSAF激光器的实验研究,以Cr:LiSAF晶体的特性为基础,在实现了激光二极管双端泵浦Nd:YV04/LB0腔内倍频的高功率671nm红光激光输出后,展开了对Cr:LiSAF激光器输出特性的实验探讨。论文的内容包括了基础理论分析和实验研究,主要包含以下五个方面：1.绪论部分,主要概述了固体激光器的发展以及可调谐固体激光器的优势与应用,突出阐述了Cr:LiSAF激光器的国内外研究进展。2.从理论上介绍了Cr:LiSAF晶体的物理特性及其光学性质,为激光器的实验研究提供了充足的理论依据,并列出了它的一些重要光学参数,与其它晶体进行对比,突出了Cr:LiSAF的优势所在。3.实验选取的泵浦源是激光二极管双端泵浦Nd:YVO4/LBO内腔倍频的671nm全固态红光激光器。通过速率方程、腔内倍频理论等理论分析,得出了最佳性能参数,提高了输出泵浦光束质量。实验测得该装置获得了中心波长671nm,最大功率10.2mW的红光激光输出。相比于其他的泵浦源（激光二极管,闪光灯等）,该光源拥有更佳的激光光束以及更高的输出功率。4.实验采用671nm的红光固体激光器来泵浦Cr:LiSAF激光晶体,最终能够实现中心波长850nm,调谐范围为820nm到890nm,其脉冲重复频率为11KHz,脉冲宽度为100ns的激光输出。该装置的泵浦阂值功率为24mW,Cr：LiSAF激光器输出的最大平均功率可达60mW,此时对应红光的泵浦功率为521mW。使用短焦CCD探测器和图像采集系统,通过计算机观察并记录了输出光的光斑,并且调节晶体以及输出镜位置,针对光斑的输出情况进行了研究,主要记录了基模光斑,一阶和二阶横模光斑,探讨了不同条件下输出光的特性。5.研究期间的工作与成果总结以及后续工作计划展望。
郑婉君,阮双琛,杜晨林,张力,王云才[3]（2011）在《脉冲红光泵浦Cr∶LiSAF激光器输出特性研究》文中提出采用671nm红光泵浦Cr∶LiSAF激光晶体,实现中心波长为849nm,调谐范围为820～890nm,脉冲宽度为100ns,重复频率为11kHz的激光输出.该系统阈值功率为24mW,激光输出最大平均功率可达60mW,此时泵浦功率为521mW.使用电荷耦合器（charge coupled devices,CCD）探测器及图像采集系统,观察并记录了输出光光斑.通过调节晶体及输出镜使光斑的形状和个数发生变化,针对输出光斑为1～3个点的情况进行详细研究,分析不同情况下的输出特性.实验结果表明,激光输出功率和光斑之间的最大距离会随泵浦功率的增加而递增.
刘伟[4]（2009）在《半导体端面泵浦绿光激光器控制系统的设计与研究》文中进行了进一步梳理近些年,高功率的二极管泵浦固体激光器（DPSSL）一直以来都是国内外激光领域里的前沿课题,在制造和加工业中的应用越来越广泛。随着科学技术的发展及我国激光产业发展的要求,为改变国内以低端设备和传统激光器为主的现状,打造拥有自主知识产权的品牌全固态激光器已成为我国当前的迫切需要。本文深入分析了二极管泵浦固体激光器的工作原理和相关理论,针对端面泵浦绿光激光器这一具体对象研究并设计了激光器的控制系统。论证并选择了可行的方案,研究、设计和实现了控制系统的硬件电路和软件程序。运用数字化控制技术、LCD显示技术、PC开关技术以及稳压、恒流技术,实现了泵浦源LD的恒功率控制、倍频晶体LBO的恒温控制和Q驱QS的高频信号控制等。以DSP芯片TMS320LF2407A为控制核心、辅以DS1302时钟芯片和多种逻辑门集成电路,实现了对电流、温度、频率等主要参数的高精度、高稳定性控制。达到的技术参数:LD的电流0～50A的范围可调、纹波±0.1A,温度15～30℃可调、纹波±0.1℃;LBO的温度26℃～60℃、纹波±0.1℃;QS高频信号1～100KHz可调、低电平脉宽1us不变,根据实际应用的需要低电平脉宽也可在1us～10us可调。本文成功的完成了该款激光器控制系统的研究设计工作,通过了实验和相关参数的测试后组装样机,其输出的激光光束质量良好、能够长时间可靠稳定的工作。为高端激光器的研制提供了经验和借鉴,同时为研究其他高功率激光器产品奠定了基础。
王与烨[5]（2009）在《全固态内腔光学参量振荡及内腔倍频技术的研究》文中提出内腔光学参量振荡（IOPO）及内腔倍频技术是非线性光学频率变换领域中的两个重要组成部分,其可以有效利用腔内较高的功率密度,获得高功率、高能量的激光输出,并且具有转换效率高、阈值低的特点。其中,内腔光学参量振荡技术是获得人眼安全波段1.5xμm激光光源的重要手段之一,该波段的激光在光通讯、激光测距、激光雷达与遥感、大气探测、激光医疗等领域有着广泛的应用前景。在此基础上,由于THz波的特点,基于内腔THz参量振荡技术产生THz波辐射已成为当前的一个研究热点。目前,高功率绿光激光器因其在激光材料加工、激光彩色显示、激光医疗以及激光同位素分离等领域的重要应用而成为研究的热点。内腔倍频技术是实现高功率绿光激光器输出的最常用的方法。本文的主要内容和创新点可归纳如下:1.从准连续泵浦被动调Q激光器的速率方程出发,首次推导了准连续被动调Q激光器运转的阈值泵浦速率的计算公式,给出了在一个泵浦周期内产生一个或多个脉冲的阈值泵浦速率及功率范围的表达式,分析了泵浦脉冲宽度、泵浦速率及输出镜反射率对输出脉冲能量和脉冲宽度的影响。并且对被动调Q激光器进行理论上的优化设计;2.从理论上研究了主动调Q IOPO和被动调Q IOPO在单谐振和双谐振时的动力学方程,并进行了数值模拟。分析了激光输出镜反射率、泵浦强度及被动调Q可饱和吸收体透过率对输出脉冲的影响。首次推导了单谐振内腔光学参量振荡的阈值公式。理论分析结果为内腔光学参量振荡的实验研究提供了深入和全面的理论基础;3.基于内腔光学参量振荡技术,采用不同的调Q方式对1.57μm人眼安全激光器进行了实验研究。当采用LD侧面泵浦Nd:YAG晶体,声光调Q,KTP晶体作为参量振荡晶体,获得了重复频率3.5kHz、平均功率1.2W、脉冲宽度4.9ns的1.57μm激光输出,这是首次采用全固态LD侧面泵浦方式实现1.57μm激光输出的实验研究。当采用电光调Q方式,获得了重复频率10Hz、单脉冲能量31.5mJ、脉冲宽度3.48ns的1.57μm激光输出。当采用准连续LD侧面泵浦Nd:YAG晶体,Cr4+:YAG晶体被动调Q,获得了重复频率40Hz、最大单脉冲能量2.3mJ、脉冲宽度2.6ns的1.57μm激光输出。后两者在同类文献报道中均为最高能量输出,达到国际领先水平;4.总结和分析了MgO:LiNbO3晶体在红外、近红外以及THz波段的色散和吸收特性,理论计算了基于MgO:LiNbO3晶体非共线相位匹配技术实现THz波参量振荡输出的波长调谐曲线。根据TPO的原理,首次推导了双波长THz波产生的相关理论。实验中,采用电光调Q Nd:YAG激光器内腔泵浦TPO装置,通过角度调谐得到了1069.4-1073.4nm的相干窄带、连续可调的Stokes光输出,理论计算对应输出THz的频率范围为1.4-2.5THz。5.对高功率绿光激光器进行理论和实验研究。在理论上计算了内腔倍频绿光激光器中激光晶体和倍频晶体中的温度分布,其中,激光晶体分别采用单晶Nd:YAG棒和复合Nd:YAG陶瓷棒。理论计算了有热致双折射时谐振腔的稳区分布。采用CEO公司生产的1600W半导体侧泵模块,基于新型的复合Nd:YAG陶瓷多晶棒,进行了准连续绿光激光器的实验研究。当采用单声光调Q时,实现了重复频率10.6kHz,最大平均功率为104W的绿光输出。在100W时,功率不稳定性为0.1%,这是利用陶瓷Nd:YAG晶体实现的绿光输出最高功率;当采用正交的双声光Q开关调Q,高抗灰迹的KTP晶体倍频,实现了重复频率25kHz,最大平均功率153W的绿光输出,光光转换效率为14.27%。当输出功率为130W时,功率不稳定性为0.6%。该输出功率达到国际先进水平。6.对单频绿光激光器进行理论和实验研究。采用KTP晶体与布氏板组成的双折射滤光片进行单频选择;利用琼斯矩阵分析了不同KTP晶体长度和Nd:YVO4晶体长度对选频能力的影响,并且分析了温度对频率漂移的影响。实验中采用简单的驻波腔,单KTP/单布氏板结构,在8W的泵浦功率下获得了0.37W的单频绿光输出。
胡春海[6]（2004）在《光纤荧光温度传感器理论和实验研究》文中提出温度检测不论在科学上还是在工程技术上一直是一个重要的研究领域。工业工程、生物医学监测和环境调节系统等依靠精确可靠的温度信息以保证系统有效、可靠地运行。特别在一些难以接近或恶劣的环境，如射频辐射或其它电磁噪声干扰环境下，需要光学传感器进行温度测量，这其中就包括光纤荧光温度传感器，光纤荧光温度传感系统是这个领域的前沿课题。本研究以寻求新的荧光温度敏感材料，满足不同的应用条件，提高系统的可靠性和灵敏度为目标。系统以发光二极管作为激发光源，在系统的组态、控制方式、寿命上比传统的方法具有诸多优点。配以光纤技术构成的光纤荧光温度传感器，测量方式可以是接触式，也可以是非接触式，实现温度的在线检测。本文主要进行了如下的研究工作：（1）基于电子跃迁理论论述了荧光材料作为温度敏感介质的机理，介绍了固体激光晶体、稀土化合物和稀土离子掺杂的光纤的温度敏感特性，实验研究了稀土化合物用可见光波段的激励光激发荧光的性能；通过对了几种光源特性的比较，确定以LED作为激励光源。（2）由于荧光较弱，以及光纤、透镜、滤光片的损耗，对系统的光学配置方式及组合进行了研究，设计了高荧光收集效率的探头形式。（3）在时域和频域上进行了微弱荧光信号的寿命检测的研究。在频域上给出了激发光和荧光以及与温度相关两种实施方案的数学模型，对于激励光和荧光混杂的情况，确定光源的调制频率和系统采样频率的选择原则。在时域上，对荧光寿命的相敏检测技术进行了研究，提出了一种基于希尔伯特变换的相敏检测方法，建立了检测方法的数学模型，该方法省去了低通滤波器，并且对激励光泄漏有一定的抑制作用。由于激励光采用正弦波驱动，产生的荧光也是一个正弦信号，周期与激励光相同，但在相位上滞后于激励光，采用激励光和荧光互相关和混沌理论相结合的方法，对符合正弦规律的微弱的荧光信号进行检测，提高了系统的信噪比。研究了多荧光信号组合的检测原理方法，采用PRONY代数方法，不经过迭代可分解出组合曲线中的多个荧光寿命。（4）设计了一种基于LED光源的荧光温度检测系统，给出了各个环节的传递模型和噪声模型。为了提高检测电路的分辨率，设计了一种双锁相环电路，分析论述了其电路工作原理。由微控器控制整个系统的运行。（5）对光纤荧光温度传感系统进行了实验研究，包括几种荧光材料的吸收谱和发射谱，LED<WP=5>的光谱特性，双锁相环电路的测试以及温度和荧光寿命的对应关系的实验等。
罗烽,关海峰,姜连勃,程安运,龙井华,阮双琛[7]（2001）在《LD脉冲泵浦下Cr:LiSAF激光动态性能研究》文中指出设计ＬＤ泵浦Ｃｒ：ＬｉＳＡＦ激光器两种腔型，利用ＡＢＣＤ矩阵法计算腔内光斑半径，实验研究ＬＤ脉冲泵浦Ｃｒ：ＬｉＳＡＦ激光器在不同腔型、不同泵浦条件下的输出性能．激光运转获得的最大输出功率为２５ ｍＶ，斜效率１．８％．
二、LD脉冲泵浦下Cr:LiSAF激光动态性能研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、LD脉冲泵浦下Cr:LiSAF激光动态性能研究（论文提纲范文）
（1）增材制造缺陷的LIBS在线检测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 SLM增材制造的典型缺陷及检测技术 |
| 1.2.2 增材制造LIBS检测应用 |
| 1.2.3 LIBS金属分类识别 |
| 1.3 论文结构 |
| 第2章 增材制造的LIBS在线检测装置设计 |
| 2.1 检测装置总体设计 |
| 2.2 同轴双光路光纤检测探头 |
| 2.2.1 发射光路及参数优化 |
| 2.2.2 收集光路及参数优化 |
| 2.2.3 时序控制 |
| 2.3 X-Y-Z三轴丝杠进给伺服驱动系统 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 丝杠进给位置伺服驱动装置运动模型 |
| 3.1 丝杠进给装置的动力学模型 |
| 3.2 动力学控制方案 |
| 3.2.1 经典PID控制 |
| 3.2.2 线性自抗扰控制 |
| 3.2.3 线性自抗扰控制器的设计 |
| 3.3 控制系统设计与仿真分析 |
| 3.3.1 仿真模型设计 |
| 3.3.2 仿真实验分析 |
| 3.4 实验验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 交流伺服驱动系统设计 |
| 4.1 PMSM的数学模型 |
| 4.1.1 三相静止轴系下PMSM的数学模型 |
| 4.1.2 两相静止轴系下PMSM的数学模型 |
| 4.1.3 两相同步旋转坐标系下PMSM的数学模型 |
| 4.2 伺服系统设计 |
| 4.2.1 电流环调节器的设计 |
| 4.2.2 速度环调节器的设计 |
| 4.2.3 位置环调节器的设计 |
| 4.3 仿真设计 |
| 4.3.1 PI调节器的Simulink模型 |
| 4.3.2 SVPWM的 Simulink模型 |
| 4.4 系统仿真与结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于机器学习算法的增材制造缺陷识别 |
| 5.1 基于谱线的缺陷识别 |
| 5.1.1 样品选择 |
| 5.1.2 特征谱线选取 |
| 5.1.3 金属零件缺陷光谱识别 |
| 5.2 基于机器学习算法的缺陷识别 |
| 5.2.1 光谱数据预处理 |
| 5.2.2 光谱识别算法 |
| 5.2.3 识别模型评价指标 |
| 5.2.4 三种识别模型结果对比 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 攻读博士学位期间研究成果 |
（2）脉冲红光泵浦Cr：LiSAF激光器的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 固体激光的发展 |
| 1.2 可调谐固体激光器的发展 |
| 1.3 Cr:LiSAF激光器的发展与研究 |
| 1.3.1 脉冲及调Q运转的Cr:LiSAF激光器的发展 |
| 1.3.2 单频连续可调谐Cr:LiSAF激光器的发展 |
| 1.3.3 锁模飞秒Cr:LiSAF激光器的发展 |
| 1.3.4 倍频Cr:LiSAF蓝光激光器 |
| 1.4 本论文的主要研究内容 |
| 第二章 Cr:LiSAF晶体的基本特性 |
| 2.1 Cr:LiSAF晶体的结构 |
| 2.2 Cr:LiSAF晶体的能级结构 |
| 2.3 Cr:LiSAF晶体的光学特性 |
| 2.3.1 Cr:LiSAF晶体的吸收发射特性 |
| 2.3.2 Cr:LiSAF晶体的折射率 |
| 2.4 Cr:LiSAF晶体热机械特性 |
| 2.4.1 晶体热机械特性 |
| 2.4.2 晶体水溶性 |
| 2.5 Cr:LiSAF晶体的小信号增益理论 |
| 2.5.1 俄歇上转换 |
| 2.5.2 荧光热猝灭效应 |
| 2.5.3 激发态吸收 |
| 2.5.4 增益饱和 |
| 第三章 全固态671nm红光泵浦源 |
| 3.1 LD端面泵浦Nd:YVO_4的理论分析 |
| 3.1.1 四能级系统速率方程理论 |
| 3.1.2 Nd:YVO4晶体的结构和性质 |
| 3.2 LBO内腔倍频理论 |
| 3.2.1 倍频理论 |
| 3.2.2 LBO晶体的激光特性 |
| 3.2.3 LBO晶体的相位匹配 |
| 3.3 高功率全固态红光激光器 |
| 第四章 Cr:LiSAF激光器横模的实验与研究 |
| 4.1 激光器横模理论 |
| 4.1.1 赫姆霍茨方程 |
| 4.1.2 基模高斯光束表达式 |
| 4.1.3 高阶模高斯光束表达式 |
| 4.1.4 横模的形成 |
| 4.2 固体激光器光束质量 |
| 4.2.1 激光光束质量的评价参数 |
| 4.2.2 M~2参数的定义 |
| 4.3 Cr:LiSAF激光器高阶横模光斑的实验研究 |
| 4.3.1 输出1阶横模光斑 |
| 4.3.2 输出2阶横模光斑 |
| 第五章 Cr:LiSAF激光器输出特性的实验研究 |
| 5.1 平凹腔理论 |
| 5.1.1 平凹腔衍射积分方程 |
| 5.1.2 平凹腔的本征模矩阵方程 |
| 5.2 腔内光斑分析 |
| 5.2.1 高斯光束的ABCD传输矩阵方法 |
| 5.2.2 往返矩阵的表示 |
| 5.2.3 计算结果及分析 |
| 5.3 实验装置 |
| 5.4 输出基模高斯光束的研究 |
| 第六章 论文总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
（3）脉冲红光泵浦Cr∶LiSAF激光器输出特性研究（论文提纲范文）
| 1 实验装置 |
| 2 泵浦源 |
| 3 实验结果及分析 |
| 3.1 输出1个光斑 |
| 3.2 输出2个光斑 |
| 3.3 输出多个光斑 |
| 结 语 |
（4）半导体端面泵浦绿光激光器控制系统的设计与研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的来源 |
| 1.2 激光二极管泵浦固体激光器的发展状况及研究热点 |
| 1.2.1 全固态可见光激光器 |
| 1.2.2 全固态可调谐激光器和光参量振荡器 |
| 1.3 绿光激光器的应用和国内外发展状况 |
| 1.3.1 绿光激光器的应用 |
| 1.3.2 国内外发展状况 |
| 1.4 本文的研究意义和主要工作 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 主要工作 |
| 1.5 本章总结 |
| 第二章 LD 泵浦固体激光器的理论基础 |
| 2.1 激光产生的物理基础 |
| 2.1.1 能级上的粒子数分布 |
| 2.1.2 自发辐射、受激吸收和受激辐射 |
| 2.1.3 激光产生的机理 |
| 2.2 调Q 的基本原理 |
| 2.3 速率方程理论 |
| 2.3.1 调Q 速率方程 |
| 2.3.2 速率方程的求解 |
| 2.4 本章总结 |
| 第三章 激光器硬件系统的设计与研究 |
| 3.1 激光器光学系统的研究与设计 |
| 3.1.1 泵浦方式和调Q 方法的选择 |
| 3.1.2 激光晶体的选取 |
| 3.1.3 倍频晶体的选取 |
| 3.1.4 激光器相关术语及参数 |
| 3.2 激光器控制系统的研究与设计 |
| 3.2.1 控制系统设计要求的技术指标 |
| 3.2.2 控制系统设计方案的研究 |
| 3.2.3 控制系统设计的总体框架 |
| 3.3 激光器控制系统的硬件设计与实现 |
| 3.3.1 DSP 的应用及外围电路 |
| 3.3.2 LD 的恒功率控制 |
| 3.3.3 LBO 的温度控制 |
| 3.3.4 QS 的外部频率控制 |
| 3.4 本章总结 |
| 第四章 激光器软件系统的设计与研究 |
| 4.1 激光器控制系统的软件设计 |
| 4.1.1 主程序模块 |
| 4.1.2 功能实现模块 |
| 4.1.3 算法控制模块 |
| 4.2 PID 控制算法的改进与应用 |
| 4.2.1 变速积分 |
| 4.2.2 抑制饱和积分 |
| 4.2.3 改进型PID 算法的总体框架和程序 |
| 4.3 本章总结 |
| 第五章 实验结果与验证 |
| 5.1 控制系统电气参数的实验结果 |
| 5.1.1 实验测试的工具和方法 |
| 5.1.2 LD 恒功率控制的实验结果 |
| 5.1.3 LBO 温度控制的实验结果 |
| 5.1.4 QS 外部频率控制的实验结果 |
| 5.2 激光光束质量分析 |
| 5.2.1 激光功率及稳定性分析与验证 |
| 5.2.2 激光光束质量分析与验证 |
| 5.3 与同类产品的比较 |
| 5.4 本章总结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 硕士期间发表的论文 |
| 附录 |
| 致谢 |
（5）全固态内腔光学参量振荡及内腔倍频技术的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 综述 |
| 1.1 全固态激光器的发展历史及现状 |
| 1.2 内腔光学参量振荡技术的发展现状 |
| 1.3 人眼安全1.5xμm 激光器的国内外研究现状 |
| 1.3.1 人眼安全波段1.5xμm 激光的优点 |
| 1.3.2 人眼安全波段1.5xμm 激光器的实现方法 |
| 1.3.3 基于内腔光学参量振荡技术产生1.5xμm 波段的发展概述 |
| 1.4 基于THz 参量振荡(TPO)技术产生THz 波的国内外研究状况 |
| 1.5 全固态高功率绿光激光器的发展概况 |
| 1.6 全固态单频绿光激光器的发展概况 |
| 1.7 论文的主要内容 |
| 第二章 被动调Q 激光器的理论研究 |
| 2.1 可饱和吸收体基本理论 |
| 2.2 常见的被动调Q 材料 |
| 2.2.1 几种常见的被动调Q 材料 |
| 2.2.2 Cr~(4+):YAG 的晶体结构和光谱特性 |
| 2.3 连续LD 泵浦的被动调Q 激光器的理论研究 |
| 2.4 准连续LD 泵浦的被动调Q 激光器的理论研究 |
| 2.5 被动调Q 激光器的优化设计理论 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 内腔光学参量振荡的理论研究 |
| 3.1 内腔光学参量振荡三波互作用的耦合波方程 |
| 3.1.1 非线性光学耦合波方程 |
| 3.1.2 内腔光学参量振荡三波互作用的耦合波方程[2] |
| 3.2 主动调Q 单谐振内腔光学参量振荡的研究 |
| 3.2.1 主动调Q 单谐振IOPO 的动力学模型 |
| 3.2.2 主动调Q 单谐振IOPO 的阈值 |
| 3.2.3 主动调Q 单谐振IOPO 动力学模型的数值模拟 |
| 3.3 被动调Q 双谐振IOPO 的理论研究 |
| 3.3.1 被动调Q 双谐振IOPO 的耦合波方程 |
| 3.3.2 被动调Q IOPO 耦合波方程的数值模拟 |
| 3.4 被动调Q 单谐振IOPO 耦合波方程的理论研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于内腔光学参量振荡技术产生人眼安全1.57μm 的实验研究 |
| 4.1 声光调Q 内腔光学参量振荡的实验研究 |
| 4.1.1 实验结构 |
| 4.1.2 实验结果与分析 |
| 4.1.3 IOPO 阈值计算 |
| 4.2 电光调Q 内腔光学参量振荡的实验研究 |
| 4.2.1 实验结构 |
| 4.2.2 实验结果与分析 |
| 4.3 准连续LD 泵浦被动调Q 内腔光学参量振荡的实验研究 |
| 4.3.1 准连续LD 泵浦被动调Q Nd:YAG 激光器的实验研究 |
| 4.3.2 准连续LD 泵浦被动调Q 内腔光学参量振荡的实验研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于内腔TPO 技术产生THz 波的研究 |
| 5.1 MgO:LiN603 晶体的特性 |
| 5.1.1 MgO:LiN603 晶体在红外波段的色散特性 |
| 5.1.2 MgO:LiN603 晶体在THz 波段的色散和吸收特性 |
| 5.2 基于MgO:LN 晶体实现THz 波参量振荡的理论研究 |
| 5.3 基于TPO 技术产生双波长THz 波的理论研究 |
| 5.4 基于内腔TPO 技术产生THz 波的实验研究 |
| 5.4.1 实验装置 |
| 5.4.2 实验结果及分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 高功率全固态陶瓷绿光激光器的研究 |
| 6.1 高功率绿光激光器中晶体的热效应分析 |
| 6.1.1 激光介质中的热效应分析 |
| 6.1.2 非线性晶体中的热效应分析 |
| 6.2 高功率陶瓷绿光激光器谐振腔的设计 |
| 6.2.1 复合Nd:YAG 陶瓷棒热透镜焦距的测量 |
| 6.2.2 高功率陶瓷绿光激光器谐振腔的研究 |
| 6.3 高功率全固态陶瓷绿光激光器的实验研究 |
| 6.3.1 单声光Q 开关调Q 绿光激光器 |
| 6.3.2 双声光Q 开关调Q 绿光激光器 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 全固态单频绿光激光器的研究 |
| 7.1 KTP 与布氏板组成的双折射滤光片选频原理 |
| 7.1.1 双折射滤光片选频原理 |
| 7.1.2 琼斯矩阵运算 |
| 7.2 全固态单频绿光激光器的实验研究 |
| 7.2.1 激光器输出线宽的测量方法 |
| 7.2.2 全固态单频绿光激光器的实验研究 |
| 7.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 发表论文和科研情况说明 |
| 致谢 |
（6）光纤荧光温度传感器理论和实验研究（论文提纲范文）
| 摘 要 |
| Abstract |
| 第一章 绪 论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光纤温度传感器的发展概况 |
| 1.2.1 光纤温度传感器的特点 |
| 1.2.2 光纤温度传感器的分类 |
| 1.3 光纤荧光温度传感器的分类 |
| 1.3.1 光纤荧光强度型温度传感器 |
| 1.3.2 光纤荧光强度比型温度传感器 |
| 1.3.3 光纤荧光寿命型温度传感器 |
| 1.4 光纤荧光温度传感器发展现状 |
| 1.4.1 光纤荧光强度型温度传感器发展现状 |
| 1.4.2 光纤荧光强度比型温度传感器发展现状 |
| 1.4.3 光纤荧光寿命型温度传感器发展现状 |
| 1.5 课题研究的目的和意义 |
| 1.6 课题来源和主要研究内容 |
| 第2章 光纤荧光温度传感机理及特性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 荧光或磷光的产生机理 |
| 2.3 固态激光材料的敏感机理 |
| 2.3.1 Cr3+离子的光谱 |
| 2.3.2 低场强晶体中Cr3+的荧光 |
| 2.3.3 高场强晶体的荧光 |
| 2.4 稀土材料的温度敏感机理 |
| 2.4.1 稀土材料的温度敏感机理 |
| 2.4.2 稀土离子掺杂光纤的温度敏感机理 |
| 2.5 上转换荧光产生机理 |
| 2.6 荧光的激发光源 |
| 2.6.1 发光二极管 |
| 2.6.2 半导体激光器 |
| 2.6.3 氙灯 |
| 2.7 光探测器件 |
| 2.7.1 PN和PIN光探测器的工作原理 |
| 2.7.2 光探测器的特性参数 |
| 2.7.3 光探测器等效电路 |
| 2.8 光纤的传输特性 |
| 2.8.1 光纤的损耗特性 |
| 2.8.2 光纤的色散特性 |
| 2.9 光纤与传感器的耦合 |
| 2.9.1 光纤与光源和探测器的耦合 |
| 2.9.2 光纤与敏感介质的耦合 |
| 2.10 光电信号检测与变换 |
| 2.10.1 光电信号的相关检测 |
| 2.10.2 光电信号的锁相检测 |
| 2.11 本章小结 |
| 第3章 荧光寿命的检测方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 荧光寿命的脉冲测量 |
| 3.2.1 时间常数的测量 |
| 3.2.2 积分的方法 |
| 3.2.3 数字曲线拟合方法 |
| 3.3 荧光寿命的相位和调制测量 |
| 3.4 荧光寿命的相位锁定测量 |
| 3.4.1 振荡器测量方法 |
| 3.4.2 荧光寿命单参考源相位锁定测量 |
| 3.4.3 荧光寿命双参考源相位锁定测量 |
| 3.5 基于希尔伯特变换的荧光寿命的相敏检测 |
| 3.5.1 希尔伯特变换 |
| 3.5.2 不带激励光泄漏噪声的希尔伯特相敏检测 |
| 3.5.3 带激励光泄漏噪声的希尔伯特相敏检测 |
| 3.6 荧光信号的频域处理技术 |
| 3.6.1 荧光和激励光混杂方式 |
| 3.6.2 激励光结束方式 |
| 3.7 基于互相关和混沌理论的荧光信号的检测 |
| 3.7.1 混沌理论检测弱信号的方法 |
| 3.7.2 互相关检测与混沌理论相结合的荧光信号的检测 |
| 3.7.3 仿真实验 |
| 3.8 多荧光寿命的检测 |
| 3.8.1 二点温度的测量 |
| 3.8.2 多荧光衰落曲线的检测 |
| 3.9 本章小结 |
| 第4章 基于LED的光纤荧光温度传感系统设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 敏感材料吸收、发射光谱和激励光源的确定 |
| 4.3 系统的总体框图 |
| 4.4 光源驱动电路的设计 |
| 4.5 探头的设计 |
| 4.6 微弱荧光信号检测电路的设计 |
| 4.6.1 前置放大电路的设计 |
| 4.6.2 前置放大器的噪声分析 |
| 4.6.3 滤波电路的设计 |
| 4.7 过零检测和相敏检测电路的设计 |
| 4.8 占空比检测电路的设计 |
| 4.8.1 基本方法 |
| 4.8.2 积累的方法 |
| 4.8.3 仿游标卡尺(双锁相环)电路的设计 |
| 4.9 单片机处理系统设计 |
| 4.9.1 硬件电路设计 |
| 4.9.2 软件的设计 |
| 4.10 本章小结 |
| 第5章 光纤荧光温度传感系统的实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 敏感材料的光谱实验 |
| 5.3 LED光谱特性测试 |
| 5.4 探头的结构实验 |
| 5.5 双锁相环电路的测试 |
| 5.6 温度测试实验 |
| 5.7 本章小结 |
| 结 论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致 谢 |
| 作者简介 |
四、LD脉冲泵浦下Cr:LiSAF激光动态性能研究（论文参考文献）
- [1]增材制造缺陷的LIBS在线检测研究[D]. 车长金. 长春工业大学, 2021(02)
- [2]脉冲红光泵浦Cr：LiSAF激光器的研究[D]. 郑婉君. 太原理工大学, 2011(08)
- [3]脉冲红光泵浦Cr∶LiSAF激光器输出特性研究[J]. 郑婉君,阮双琛,杜晨林,张力,王云才. 深圳大学学报(理工版), 2011(01)
- [4]半导体端面泵浦绿光激光器控制系统的设计与研究[D]. 刘伟. 苏州大学, 2009(09)
- [5]全固态内腔光学参量振荡及内腔倍频技术的研究[D]. 王与烨. 天津大学, 2009(12)
- [6]光纤荧光温度传感器理论和实验研究[D]. 胡春海. 燕山大学, 2004(04)
- [7]LD脉冲泵浦下Cr:LiSAF激光动态性能研究[J]. 罗烽,关海峰,姜连勃,程安运,龙井华,阮双琛. 深圳大学学报, 2001(04)