高功率Nd：YAG激光器及其光纖耦合系統(tǒng)的理論與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本文主要研究目的是多向LD陣列側(cè)面泵浦大尺寸棒狀Nd：YAG激光介質(zhì)，對稱平行平面諧振腔獲得高功率連續(xù)基頻1064nm激光，及其光纖耦合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
　　 模擬了多向LD陣列側(cè)面泵浦激光棒的泵浦能量沉積分布，為利于諧振腔基膜TEM00的模式匹配(mode-matching)，應(yīng)選取多向、大束腰泵浦光、小吸收系數(shù)激光棒的泵浦結(jié)構(gòu)參數(shù)。
　　 分析了棒狀Nd：YAG激光介質(zhì)的熱光效應(yīng)，按熱負(fù)載在激光棒中均勻分布和側(cè)面冷卻熱傳

2、導(dǎo)方程的解，得到了溫度引起的折射率變化、熱應(yīng)力引起的光彈效應(yīng)和端面形變的等效熱透鏡焦距。按類透鏡介質(zhì)的傳輸矩陣表示熱透鏡，計(jì)算了含有熱透鏡平行平面諧振腔的往返傳輸矩陣，分析了諧振腔穩(wěn)定性，試驗(yàn)獲得的激光功率曲線上類似拐點(diǎn)與諧振腔的穩(wěn)定性分析相一致。
　　 用凹面激光棒和螺紋激光棒進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，分析了各自的優(yōu)缺點(diǎn)。凹面棒不能在激光器工作的整個(gè)動態(tài)范圍對激光棒的熱透鏡很好的補(bǔ)償，螺紋棒增加了散熱表面積和熱傳導(dǎo)系數(shù)，能改善激光棒的散

3、熱，降低激光棒內(nèi)的溫度。使用螺紋棒獲得了Plmax=915W高功率激光輸出，總斜率效率是η=0.171。
　　 按混合模類高斯分布(GLD)、A.E.Siegman的二階距束寬定義和激光主光軸坐標(biāo)系下光束參數(shù)(束腰、束寬、遠(yuǎn)場發(fā)散角和衍射極限倍因子M2)在實(shí)驗(yàn)室坐標(biāo)系下的計(jì)算方法，闡明了基于灰度直方圖測量激光光束參數(shù)的方法，測量了He-Ne激光器衍射極限倍因子分別是Mx2=3.87和M2y=4.42。
　　 按類高斯光束