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第 卷 第 期 强 激 光 与 粒 子 束 !
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高功率高重复频率全固态激光器
热透镜效应补偿与分析
马惠军! 孟俊清! 李小莉! 朱小磊! 陆雨田
! ! ! !
中国科学院上海光学精密机械研究所!上海 #
+*!@**
摘 要! 将 高功率固体激光器增益介质当作厚透镜处理!建立了热透镜效应分析的理论模型!使用
A-B
!! ! !
矩阵的方法对等效热透镜腔进行分析$对增益介质抽运均匀性进行了改善!通过分析模拟计算结果!设计了混
合非稳腔结构!选择了最佳凸面镜曲率半径对热透镜效应进行补偿$试验结果表明!补偿效果明显! 高功
A-B
率全固态激光器的光束发散角优于 $
!’?C=DE
关键词! 高功率固体激光器% 厚透镜% 热透镜效应补偿
!! ! ! !
中图分类号! 8(+#@’! 文献标识码! 6
!! ! !!!! !
大功率高亮度的固体激光器是当前全固态激光器研究的前沿课题$无论从军事应用还是从工业应用来
!!
看!不仅要求固体激光器具有大的激光输出功率!同时!还要求输出激光具有好的光束质量$在大功率高重复
率固体激光器运转时不可避免的会出现热透镜效应!热透镜效应已经成为国内外研究二极管抽运高功率固体
激光器的一个热点$对热透镜补偿的方法通常是系统中加入补偿透镜进行动态补偿和对工作物质端面进行
处理进行补偿!这些方法在小功率低重复率的对工作环境要求不高的固体激光器上取得了明显的效果$本
文针对 高功率固体激光器热透镜效应进行建模分析!跟以往研究工作不同的是本研究工作在对增益介质
A-B
抽运均匀性进行改善的基础上!将热透镜当作厚透镜进行处理!设计了混合非稳腔结构!并在此腔型条件下对
热透镜效应进行模拟计算!选择了最佳曲率半径对热透镜效应进行补偿$试验结果表明!补偿结果明显!基本
达到了为实验设计提供理论依据的目的$
! 理论模型
!
固体激光器中激光棒的热透镜效应是十分复杂的!它不仅具有随机变化的热扰特征!而且还具有明显的热
!!
畸变特征和热应力引起的双聚焦现象$
!’! 厚透镜等效
!
以往分析激光棒的热透镜效应时!常将激光棒简化为薄透
!!
镜$跟以往分析方法不同!我们将激光棒当
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