高效率DPSSL設(shè)計中的相關(guān)問題研究.pdf

1、LD端面泵浦的調(diào)Q固體激光器(DPSSL)，以高效率、長壽命、高穩(wěn)定性、高光束質(zhì)量及結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點引起人們的廣泛關(guān)注，成為當(dāng)今國際激光領(lǐng)域的研究熱點之一，因此研究高效率的DPSSL具有重要的意義。在泵浦源輸出功率有限的情況下，對激光腔進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計是提高轉(zhuǎn)換效率的重要途徑之一。二極管泵浦固體激光器轉(zhuǎn)換效率的提高意味著泵浦光能量能夠更加有效的轉(zhuǎn)化成DPSSL振蕩光能量輸出，實現(xiàn)這種能量轉(zhuǎn)化的核心部件是激光介質(zhì)，選取高吸收效率、高量子效率的激

2、光介質(zhì)能夠極大的提高固體激光器的轉(zhuǎn)換效率。但是實際應(yīng)用中激光晶體的熱效應(yīng)破壞了泵浦光與振蕩光之間的模式匹配，導(dǎo)致晶體的光光轉(zhuǎn)換效率下降，限制了輸出功率以及轉(zhuǎn)換效率的提高。
　　 論文主要研究了高效率二極管端面泵浦固體激光器設(shè)計過程中的兩大相關(guān)問題：激光介質(zhì)的選取以及晶體熱效應(yīng)對優(yōu)化設(shè)計的影響。激光晶體是全固態(tài)激光器中最重要的核心部分，在很大程度上決定了激光器的輸出特性。激光晶體在吸收激光二極管泵浦光能量產(chǎn)生熒光輻射的同時，部分泵

3、浦光能量轉(zhuǎn)變?yōu)榫w的熱能，在晶體內(nèi)部形成非均勻溫度分布。
　　 本文主要研究熱致衍射損耗對固體激光器輸出性能的影響。研究了在考慮晶體熱效應(yīng)的情況下，如何最優(yōu)化設(shè)計激光二極管(LD)端面泵浦的固體激光器。綜合考慮泵浦光束分布、泵浦功率、諧振腔結(jié)構(gòu)以及激光介質(zhì)的熱效應(yīng)對激光器轉(zhuǎn)換效率的影響，給出設(shè)計激光器的一套仿真計算算法。結(jié)果表明，熱致衍射損耗與泵浦光半徑、泵浦功率、腔長、振蕩光半徑以及晶體材料有關(guān)，與輸出鏡透過率以及重復(fù)頻率無關(guān)