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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:黃怡正
研究生(外文):Y. C. Huang
論文名稱:腔內倍頻綠光雷射的回授控制與功率穩定性之研究
論文名稱(外文):Feedback Control and Power Stability of Intracavity Frequency Doubled Diode-Pumped Nd:YVO4 Lasers
指導教授:陳永富陳永富引用關係
指導教授(外文):Y. F. Chen
學位類別:碩士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:電子物理系
學門:自然科學學門
學類:物理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:77
中文關鍵詞:回授控制固態雷射倍頻功率穩定性
外文關鍵詞:Feedback controlSolid state lasersFrequency doubledpower stability
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由於腔內倍頻綠光雷射易受晶體溫度及機械震動影響,使得綠光的輸出功率有大幅度的變動,造成應用上受到限制;為得到穩定的綠光雷射,本實驗採用光回授控制系統來穩定綠光雷射的輸出。在光回授控制系統中,我們發現分光鏡的分光比必須不能隨著雷射入射角或偏振的變化而改變,在此要求之下進行光回授控制,可得到在8小時的操作時間,綠光雷射的不穩定度由±7.31%改善至±0.82%。

The output fluctuations of intracavity frequency doubled diode-end-pumped Nd:YVO4 laser arise from temperature of nonlinear crystal and mechanical vibration. The instability restricts the application of the green laser. In order to stabilize the output power, we use optical feedback control system to control the laser. However, we discover that the reflectance of beam splitter cannot vary with the direction and polarization of laser. We improve the instability from ±7.31% to ±0.82% in the measurement of 8 hours. Obviously, we obtain a more stable laser by using optical feedback control system.

中文摘要 …………………………………………………………… i
英文摘要 …………………………………………………………… ii
誌謝 …………………………………………………………… iii
目錄 …………………………………………………………… iv
圖表目錄 …………………………………………………………… vii
第一章 簡介……………………………………………………… 1
1.1 研究動機………………………………………………… 1
1.2 論文架構………………………………………………… 2
第二章 非線性倍頻與非線性晶體……………………………… 3
2.1 非線性光學簡介………………………………………… 3
2.2 二倍頻的轉換效率……………………………………… 5
2.3 相位匹配………………………………………………… 6
2.4 非線性晶體……………………………………………… 7
2.4.1 前言……………………………………………………… 7
2.4.2 各向相異性晶體的分類………………………………… 8
2.4.3 正常光與非常光………………………………………… 8
2.4.4 單晶軸晶體的光學性質………………………………… 9
2.4.5 單晶軸晶體相位匹配類型……………………………… 10
2.5 影響倍頻轉換效率的參數……………………………… 12
2.5.1 基頻光對轉換效率之影響……………………………… 12
2.5.2 非線性晶體的參數對轉換效率之影響………………… 14
2.6 非線性晶體KTP的介紹……………………………….. 17
第三章 腔內倍頻綠光雷射……………………………………… 18
3.1 前言……………………………………………………… 18
3.2 半導體雷射端面激發式固態雷射之簡介 18
3.3 雷射增益介質介紹-Nd:YVO4……………………….... 19
3.4 半導體端面激發式Nd:YVO4雷射架構……………….. 20
3.5 腔內倍頻綠光雷射……………………………………… 21
3.6 結論……………………………………………………… 24
第四章 綠光雷射回授控制……………………………………… 25
4.1 前言……………………………………………………… 25
4.2 自動控制系統的定義…………………………………… 25
4.3 腔內倍頻綠光雷射的回授控制………………………… 26
4.4 自動控制系統的構成…………………………………… 27
4.5 線性系統與非線性系統………………………………… 30
4.6 控制裝置分析…………………………………………… 30
4.7 分光鏡對光回授控制的影響…………………………… 32
第五章 實驗結果與分析………………………………………… 36
5.1 前言……………………………………………………… 36
5.2 實驗結構圖……………………………………………… 36
5.3 分光鏡的特性…………………………………………… 37
5.4 低功率綠光的回授控制………………………………… 39
5.4.1 實驗裝置………………………………………………… 39
5.4.2 回授控制對低功率綠光輸出之穩定結果……………… 39
5.5 高功率綠光的回授控制………………………………… 40
5.5.1 定電流控制之高功率綠光雷射輸出變化……………… 40
5.5.2 高功率腔內倍頻綠光雷射的回授控制………………… 40
5.5.3 長時間之高功率綠光雷射回授控制…………………… 45
第六章 結論與未來研究之方向………………………………… 46
6.1 結論……………………………………………………… 46
6.2 未來研究之方向………………………………………… 46
參考文獻 ……………………………………………………………
48

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