端帽對于Yb-YAG碟片激光器ASE效應(yīng)及熱畸變影響的理論分析.pdf

1、Yb:YAG碟片激光器同時實現(xiàn)了高峰值功率、高平均功率、以及高質(zhì)量的激光束輸出，近年來已經(jīng)發(fā)展成為最熱門最具有前景的新一代高功率固體激光器之一。隨著碟片激光器輸出功率不斷提高，越來越嚴重的放大自發(fā)輻射(ASE)效應(yīng)成為了限制激光輸出水平和光束質(zhì)量的重要因素，而抑制ASE效應(yīng)的有效途徑之一就是端帽(anti-ASE cap)。但是不同厚度的端帽如何影響碟片ASE效應(yīng)以及端帽的引入對于碟片熱畸變的影響會怎樣，這些問題還沒得到解決，因此很有必

2、要更深入分析不同厚度端帽所起的作用，進一步完善端帽的理論模型，這有助于在設(shè)計端帽厚度以及碟片其他參數(shù)時給出合理方案。
　　本論文從經(jīng)典的ASE光子流密度模型出發(fā),通過構(gòu)建等效碟片的方法估算出不同端帽厚度下碟片晶體各點的ASE光子流密度，進而得到碟片ASE效應(yīng)與端帽厚度的解析模型?；谶@樣一個解析模型，結(jié)合準三能級速率方程，更直觀地展現(xiàn)不同厚度端帽影響下的碟片激光器上能級粒子有效壽命、輸出功率密度等動態(tài)表現(xiàn)。
　　進一步地，基

3、于有限元分析軟件（COMSOL）和畸變衍射損耗理論，提取碟片的溫度場、應(yīng)力應(yīng)變場、位移場，計算得到碟片的OPD，繼而將碟片總的OPD針對特定尺寸(0.7RP)基模光場拆分為球面項和非球面項OPD，得到碟片對于0.7RP基模光場的衍射損耗隨端帽厚度變化的數(shù)值模型，從而反映出不同端帽厚度影響下碟片熱畸變的結(jié)果。結(jié)合對ASE效應(yīng)抑制的分析，可以對端帽厚度的設(shè)計值給出一個合理的折中方案。
　　在完成了對不同厚度端帽影響下的碟片ASE效應(yīng)以