二極管泵浦板條模塊的研究.pdf

1、傳統(tǒng)的固體激光器的增益介質(zhì)為棒狀結(jié)構(gòu)，高功率運(yùn)轉(zhuǎn)下常常會(huì)產(chǎn)生熱聚焦，熱致應(yīng)力雙折射等畸變效應(yīng)，這些熱效應(yīng)嚴(yán)重影響了激光的光束質(zhì)量并限制了激光的輸出功率。實(shí)驗(yàn)和理論均表明，新型的板條狀激光器在消除熱透鏡效應(yīng)，改善光束質(zhì)量，提高輸出功率等方面有著顯著的優(yōu)勢(shì)。本文圍繞側(cè)邊泵浦的板條模塊進(jìn)行了一系列的理論和實(shí)驗(yàn)研究，主要內(nèi)容包括：
　　 (1)闡述了板條激光器的優(yōu)勢(shì)，總結(jié)了板條激光器常見(jiàn)的增益介質(zhì)、泵浦方式，綜述了國(guó)內(nèi)外二極管泵浦板條

2、激光器的研究進(jìn)展。
　　 (2)在理論上推導(dǎo)了側(cè)面泵浦和側(cè)邊泵浦的板條激光器的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)，與棒狀工作介質(zhì)進(jìn)行了比較分析。
　　 (3)利用有限元分析工具對(duì)LD側(cè)邊泵浦的Nd:YAG板條模塊的熱效應(yīng)進(jìn)行了詳細(xì)的數(shù)值模擬，對(duì)板條介質(zhì)中各點(diǎn)的溫度和應(yīng)力分布進(jìn)行了分析和比較。研究中發(fā)現(xiàn)雙側(cè)泵浦與單側(cè)泵浦兩種情況下，溫度、熱應(yīng)力相差不大，但雙側(cè)泵浦更易獲得對(duì)稱的溫度分布，并且隨著泵浦光斑變大，泵浦面中心溫度變低；板條的棱邊

3、、端角處存在較大應(yīng)力，激光器高功率運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)此區(qū)域容易斷裂，實(shí)驗(yàn)裝置中引入的機(jī)械應(yīng)力不可忽視。
　　 (4)設(shè)計(jì)研制了LD側(cè)邊泵浦的Nd:YAG板條模塊，并對(duì)此模塊的熱透鏡以及退偏效應(yīng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)上的測(cè)試。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)板條中部均勻的熱應(yīng)力分布能夠有效抑制退偏效應(yīng)，而板條邊緣部分存在一定的退偏現(xiàn)象；泵浦光功率為68瓦時(shí)，板條在厚度方向存在聚焦的“正透鏡”效應(yīng)，熱透鏡焦距的大小為0.75米，在寬度方向存在發(fā)散的“負(fù)透鏡”效應(yīng)，熱透鏡