高功率二極管泵浦激光模塊特性研究.pdf

1、二極管泵浦的固體激光器（DPSSL或者DPL）具有高效率、結(jié)構(gòu)緊湊、工作穩(wěn)定、壽命長和全固化等優(yōu)點，在材料加工、軍事、醫(yī)療、科研等領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用，成為國際上新型固體激光器的發(fā)展熱點。固體激光器中的熱效應(yīng)一直是激光技術(shù)研究中的一個重要課題，尤其是在大功率工作的情況下，熱效應(yīng)的影響尤為顯著，嚴(yán)重降低了光束質(zhì)量。引起光束質(zhì)量下降的因素主要是熱致雙折射引起的雙焦點和熱致波前畸變，波前畸變主要包括球差和高階像差。本論文針對熱效應(yīng)引起的雙折射效

2、應(yīng)和波前畸變進(jìn)行理論和實驗研究。
　　論文建立了高功率二極管泵浦棒狀Nd∶YAG激光模塊熱透鏡和熱致球差效應(yīng)的理論模型，得到了各因素與熱透鏡和熱致球差的變化關(guān)系，為研究激光模塊熱效應(yīng)提供了理論參考;開展了激光模塊熱致球差的實驗研究，測量了側(cè)泵浦重復(fù)頻率脈沖Nd∶YAG激光模塊的熱致球差，并對球差進(jìn)行了補償實驗研究，為獲得高功率高光束質(zhì)量的激光器提供了實驗參考。研究了側(cè)泵浦重復(fù)頻率脈沖Nd∶YAG激光模塊性能參數(shù)對其產(chǎn)生激光的影響，

3、為評價激光模塊的性能建立了基礎(chǔ)。
　　對二極管激光器熱效應(yīng)的基本原理、以及熱效應(yīng)補償技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀做了介紹，重點介紹了對熱致雙折射和雙焦點、熱致球差和高階像差的補償方法。
　　對側(cè)泵浦的高功率二極管棒狀Nd∶YAG激光模塊熱透鏡和熱致球差效應(yīng)進(jìn)行了理論分析和數(shù)值模擬，得到了增益晶體截面的熱分布，泵浦不均勻度δ與熱透鏡焦距和球差的關(guān)系，泵浦功率、晶體長度與球差的關(guān)系，以及激光晶體物理參數(shù)與熱透鏡焦距和球差的關(guān)系。
　

4、　介紹了重復(fù)頻率脈沖Nd∶YAG激光模塊球差的測量原理、測量系統(tǒng)和測量實驗結(jié)果，分析了球差隨晶體冷卻溫度的變化情況;介紹了球差的補償原理和補償實驗，分析了補償前后球差隨工作電流的變化情況，總結(jié)了球差補償對光束質(zhì)量β因子的影響;對球差補償鏡在MOPA系統(tǒng)中的效果進(jìn)行了驗證實驗，達(dá)到了較好的效果。
　　基于激光模塊在諧振腔和作為放大器使用時輸出功率、光束質(zhì)量兩方面的考慮，研究了側(cè)泵浦重復(fù)頻率脈沖Nd∶YAG激光模塊性能參數(shù)對其產(chǎn)生激光