现代激光技术及应用丛书 太阳光泵浦激光器PDF电子书下载

第1章 太阳光泵浦激光器的发展历程 1

1.1 概述 1

1.2 太阳光直接泵浦激光器的简要发展历史 3

1.3 太阳光泵浦气体激光器 4

1.4 太阳光泵浦固体激光器 5

1.4.1 成像光学汇聚系统 6

1.4.2 非成像光学汇聚系统 7

1.4.3 阵列式混合汇聚系统 17

1.4.4 太阳能黑体泵浦模型 18

1.5 太阳光直接泵浦光纤激光器 19

参考文献 21

第2章 空间与地面的太阳辐射 23

2.1 空间太阳辐射 23

2.1.1 太阳辐射的光谱分布 23

2.1.2 大气层外的太阳光谱 24

2.2 地面太阳辐射计算 25

2.2.1 球面天文学基本概念 25

2.2.2 太阳辐射计算参数 27

2.2.3 太阳辐射量计算 29

2.2.4 北京地区太阳辐射量分布 31

2.3 地面太阳光谱测量 33

2.3.1 地面太阳光谱测量方法 33

2.3.2 北京地区太阳光谱测量与分析 35

2.4 太阳光跟踪系统 38

2.4.1 跟踪控制方式选择 38

2.4.2 系统工作原理 40

2.4.3 系统设计方案 42

2.4.4 系统参数与测试 43

参考文献 47

第3章 太阳光直接泵浦激光器理论模型 49

3.1 激光振荡的基本理论 49

3.1.1 激光器振荡的阈值条件 51

3.1.2 阈值泵浦速率 53

3.1.3 谐振腔输出功率 54

3.2 太阳光泵浦激光器的运行模型 55

3.2.1 太阳光泵浦激光器能量传输机制 55

3.2.2 激光输出 58

3.3 太阳光泵浦激光器的热效应模型 60

3.3.1 工作物质产生热的原因 60

3.3.2 太阳光泵浦激光器的热透镜效应分析 61

3.3.3 热管理技术 76

3.3.4 含热透镜的谐振腔设计 79

参考文献 81

第4章 太阳光汇聚系统设计 84

4.1 菲涅尔透镜设计 84

4.1.1 菲涅尔透镜设计原理 85

4.1.2 点汇聚型聚光透镜模型 87

4.1.3 太阳光泵浦激光器的菲涅尔透镜设计分析 88

4.1.4 菲涅尔透镜材料与工艺介绍 92

4.2 第二级汇聚系统的设计 93

4.2.1 第二级汇聚元件的选择 93

4.2.2 锥形聚光腔的设计 96

参考文献 108

第5章 太阳光泵浦固体激光器工作物质 109

5.1 固体基质材料 109

5.2 固体激光工作物质中的激活离子 110

5.3 太阳光泵浦固体基质材料 111

5.4 常用固体激光工作物质分析 111

5.4.1 太阳光谱的数学建模 111

5.4.2 工作物质吸收谱与太阳光谱的匹配 113

5.4.3 工作物质阈值泵浦功率密度 115

5.4.4 激光工作物质的热特性 117

5.5 提高能量转换效率对激光材料的研究 117

参考文献 120

第6章 典型的太阳光泵浦固体激光器系统 123

6.1 成像型太阳光泵浦固体激光器系统 123

6.2 非成像型太阳光泵浦固体激光器系统 127

6.3 光波导型太阳光泵浦固体激光器系统 136

6.4 太阳光泵浦光纤激光器系统 138

参考文献 142

第7章 太阳光泵浦固体激光器的应用前景 144

7.1 太阳光泵浦激光器在空间太阳能电站中的应用 144

7.1.1 空间太阳能电站概念 144

7.1.2 激光途径的空间太阳能电站 152

7.2 空间激光无线能量传输与分布式可重构卫星 155

7.2.1 空间激光无线传能 155

7.2.2 分布式可重构卫星系统 164

7.2.3 空间激光推进与变轨 164

7.2.4 激光清除空间碎片 168

7.3 基于镁的能量循环系统 178

7.3.1 碳的循环与环境污染 178

7.3.2 镁的能量循环 179

7.3.3 太阳光泵浦固体激光器在镁能量循环中的作用 184

7.4 激光制氢 186

参考文献 190