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二极管泵浦固体激光器技术及热效应

时间：2011-12-31 22:43:45  来源： 打印本文

二极管泵浦固体激光器技术及热效应

2005/12/15/9:14作者：王卫民 高清松 罗斌 等    对二极管侧面泵浦Nd:YAG板条激光器研究，采取有效措施既可获得近衍射极限的光束质量，又可获得高效率和高功率的激光输出。 

    通过对泵浦光耦合方式、泵浦腔参数的优化设计，使二极管泵浦固体激光器(DPL)工作在最佳状态。开展二极管单侧面泵浦Nd:YAG板条多程放大系统的理论计算和实验研究，在高重复频率下，激光器获得高光束质量的高功率输出。同时开展了高重复频率下，DPL的热效应研究。

    根据线阵二极管激光器特点，设计合适的耦合系统，控制板条的泵浦区域，通过光线追迹方法计算了小信号增益分布，设计Nd:YAG板条, 控制光束质量。建立实验装置使板条DPL激光器在100Hz重复频率下实现高效率TEM00模输出，使用KD*P电光晶体调Q，获得脉宽小于7ns的单横模输出。用连续的40W的二极管激光器作泵浦源，对谐振腔和板条的吸收厚度进行了优化设计，使泵浦体积和激光模体积相匹配，从理论和实验上对激光器进行研究，实验获得11.2W的TEM00模输出，光-光效率近30%。用面阵二极管激光器作泵浦源，设计波导板耦合系统和VRM超高斯镜，对带VRM凹凸稳定腔进行理论计算和实验研究，获得具有平顶分布的超高斯短脉冲输出，理论计算与实验结果相一致。

对二极管单侧泵浦Nd:YAG板条功率放大器进行数值计算，建立了二极管侧面泵浦Nd:YAG板条激光主振荡--多程功率放大系统。用高斯光束和具有平顶分布的超高斯光束作种子源，对放大器进行实验研究，在高功率输出时，获得了光束质量M 2 <3.5，且实验数值与计算结果相符合。对高重复频率下（500~1000Hz）的二极管侧泵浦Nd:YAG板条的热效应进行了研究，建立了三种泵浦模型，泵浦光均匀分布单侧面泵浦模型的理论计算结果与实验结果相符, 高斯光束泵浦模型的理论结果与实验结果基本相符。