本文设计了一种紧凑型端面泵浦电光调Q Nd∶YAG激光器。为实现激光器整体结构紧凑, 以快轴准直后的半导体激光器叠阵(Laser Diode Arrays,LDAs)作为泵浦源。使用焦距分别为40 mm和25 mm的球面镜和柱面镜将泵浦光耦合至Nd∶YAG晶体内。利用Tracepro软件模拟了晶体入射端面和出射端面的光场分布。在采用Ф6 mm×30 mm、掺杂浓度10at.%Nd∶YAG晶体作为增益介质时, 入射与出射泵浦光斑分别为5 mm(慢轴)×45 mm(快轴)和3 mm(慢轴)×6 mm(快轴), 吸收效率为83%。利用Ansys软件模拟了在22 ℃和60 ℃条件下Nd∶YAG激光器壳体在360 s内的温度场动态分布。实验结果表明, 本文设计的紧凑型激光器可以实现稳定的脉冲激光输出。在重复频率分别为30 Hz和50 Hz条件下, 获得了单脉冲能量为30 mJ和25 mJ的单脉冲输出, 对应脉冲宽度分别为18 ns和16 ns, 斜效率分别为116%和1471%。实验结果表明, 本文设计的紧凑型激光器可以实现稳定的脉冲激光输出。

主要研究了不同结构参数对金属纳米表面等离子激元辐射增强的影响,以提高入射电磁波与金属表面自由电子的耦合效率。对Au、Ag纳米颗粒进行了数值模拟,比较了不同形状金属纳米颗粒的局域场增强。与其他结构相比,球形金属纳米颗粒具有更显著的局域场增强效应。通过改变球形金属纳米颗粒的各个参数进行Purcell分析,结果表明:沿极化方向的长轴尺寸、垂直于极化方向的短轴尺寸、环境材料的折射率以及光源距纳米颗粒的距离都会极大地改变金属纳米表面等离子激元共振辐射增强的效果,且会对共振波长的位置产生极大影响。最后对具有椭球壳结构的金属纳米颗粒进行了模拟,发现随着椭球壳内填充介质的折射率和椭球壳厚度改变,辐射强度都表现出不同程度的增强。