半导体侧面泵浦CW棒状激光器

【摘要】：由于半导体泵浦固体激光器具有体积小，效率高，结构简单，寿命长等优点获得了广泛的应用。本文研究半导体泵浦棒状固体激光器，为窄脉宽，高重频，高平均功率的激光放大提供放大模块。 对半导体泵浦棒状激光器，综述了端面泵浦与侧面泵浦高功率固体棒状激光器的技术现状，分析了其技术上的优势和限制。对激光工作物质进行分析，确定了实验采用综合性能较好的Nd:YAG晶体。 在分析现有侧面泵浦方式基础上，为优化激光器泵浦结构，提出一种新型泵浦组件。设计新型泵浦组件结构并对激光器参数进行理论分析。首先对新型泵浦结构组件进行几何结构设计。综合考虑泵浦光均匀分布、材料折射率、冷却液压力等因素情况下，通过ZEMAX模拟，得到泵浦光在激光棒内的几何形式分布，并得到新型泵浦结构组件的设计参数。其次，结合已有理论，分析了激光棒内温度分布、热应力分布、光弹效应和热应力双折射等特性。最后通过理论模拟分析了影响泵浦光分布均匀性的相关因素，给出评价泵浦光均匀性的因子。得到了激光器设计参数的最优范围。 激光器结构设计和实验研究。对激光器的泵浦阵列机械结构，激光器谐振腔进行了设计。对激光器进行加工，组装，调试，实验测量了激光器的荧光分布，输出功率，光束质量等。获得输出功率963W，光光转换效率36%。验证新型泵浦组件的有效性。分析了影响提高输出功率的因素，并提出激光器改进方案。