碟片激光器熱焦距的高精度測量及實驗研究.pdf

1、碟片激光器的概念，是在半導體泵浦固體激光器（DPSSL）的基礎上進一步發(fā)展出來的能同時實現高輸出功率、高光光效率、高光束質量的激光器。碟片激光器的優(yōu)勢來自于碟片較大的面積體積比以及Yb:YAG晶體較低的量子缺陷，而這兩者共同作用下使得碟片激光器能實現高效的冷卻從而只存在很弱的熱畸變效應。但是，碟片晶體吸收能量中的一部分會以熱量的形式儲存起來從而使晶體內部出現徑向的溫度梯度，這導致了熱透鏡效應。因此，一個碟片激光器的諧振腔可以視為一個擁有

2、內部透鏡的諧振腔。碟片激光器光焦度的精確測量就變得尤為重要了，尤其是對基模運行的碟片激光器來說。
　　本文從碟片Yb:YAG晶體的熱效應分析模型出發(fā)，求解了在泵浦光斑的不同超高斯因子條件下碟片的溫度、應力及應變分布，討論了由溫度梯度、軸向熱應變、熱應變致雙折射以及碟片晶體形變導致的總OPD并強調了測量球形OPD（等效光焦距）的實踐意義。然后從碟片穩(wěn)區(qū)入手，總結了基于穩(wěn)區(qū)的二步平移法測量碟片熱焦距。以測得的熱焦距為中心縮小穩(wěn)區(qū)設計出

3、一系列碟片表面基模光斑半徑各不相同的腔型，并探討了基模光斑半徑與泵浦光斑半徑之比對光束質量的影響。接著，通過實驗精確測得了碟片晶體的光焦度，在測得結果的基礎上得到了光束質量隨基模光斑半徑與泵浦光斑半徑之比的增大先變好再變差的結論，并得到了120W的近基模輸出，M2為1.5，光光效率為約40％。最后，通過雙V腔的實驗，證明了這種概念的可行性，為以后泵浦光斑較大或者泵浦功率調諧范圍較大（光焦度范圍較大）的情況下激光器在全功率下都能得到較高光