端帽對(duì)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(shí)實(shí)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(lái)已經(jīng)發(fā)展成為最熱門(mén)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(lái)越嚴(yán)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(duì)于碟片熱畸變的影響會(huì)怎樣，這些問(wèn)題還沒(méi)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(jìn)一步完善端帽的理論模型，這有助于在設(shè)計(jì)端帽厚度以及碟片其他參數(shù)時(shí)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(guò)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(diǎn)的ASE光子流密度，進(jìn)而得到碟片ASE效應(yīng)與端帽厚度的解析模型。基于這樣一個(gè)解析模型，結(jié)合準(zhǔn)三能級(jí)速率方程，更直觀(guān)地展現(xiàn)不同厚度端帽影響下的碟片激光器上能級(jí)粒子有效壽命、輸出功率密度等動(dòng)態(tài)表現(xiàn)。
　　進(jìn)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(chǎng)、應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)、位移場(chǎng)，計(jì)算得到碟片的OPD，繼而將碟片總的OPD針對(duì)特定尺寸(0.7RP)基模光場(chǎng)拆分為球面項(xiàng)和非球面項(xiàng)OPD，得到碟片對(duì)于0.7RP基模光場(chǎng)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(duì)ASE效應(yīng)抑制的分析，可以對(duì)端帽厚度的設(shè)計(jì)值給出一個(gè)合理的折中方案。
　　在完成了對(duì)不同厚度端帽影響下的碟片ASE效應(yīng)以