LD泵浦Nd:YAG微片激光器研究

半导体泵浦微片激光器具有热管理性能优秀,输出激光光束质量高,晶体尺寸较小,有利于激光器系统小型化等优点。在工业加工,农业生产,卫生医疗,材料合成,国防工业领域有着广泛的应用。论文概述了半导体泵浦微片激光器的国内外现状与发展趋势,介绍了微片激光器的特点。阐述了半导体泵浦微片激光器的LD泵浦源及其光束整形技术、Nd:YAG激光晶体的性能,以及谐振腔设计理论。分析了微片晶体的热效应,采用有限元法计算模拟了微片晶体内部的热特性,给出了微片晶体热管理方式。采用32 W光纤传输LD作为泵浦源,通过准直聚焦对微片Nd:YAG进行激励获得了3.51 W连续激光输出,光光转换率10.97%的激光输出;设计了一种新型微片激光晶体结构,采用双LD泵浦源获得了6.18 W激光输出;通过在微片激光器谐振腔内置入初始透过率为87.49%和92.09%的Cr~(4+):YAG晶体,获得了2.365 W和2.238 W的平均输出功率,重复频率分别为8.92kHz和14.87 kHz,脉冲宽度分别为34.28 ns和39.87 ns。