二極管疊陣側(cè)面折返泵浦多邊形薄片激光器*

陳巧 邱基斯 張旭 葛文琦 劉悅亮 劉昊 王昊成

1) (中國科學院空天信息創(chuàng)新研究院, 北京 100094)

2) (中國科學院大學光電學院, 北京 100049)

3) (中國科學院物理研究所, 北京 100190)

4) (中國科學院大學物理科學學院, 北京 100049)

本文報導了一種二極管疊陣側(cè)面折返泵浦的多邊形薄片Nd:YAG激光器, 通過對其增益特性和光學特性的優(yōu)化, 得到了泵浦光耦合效率為97%, 增益介質(zhì)吸收效率達87%, 增益介質(zhì)內(nèi)泵浦吸收分布均勻性為3.21% (root mean square, RMS)的結(jié)果.實驗測得與模擬數(shù)據(jù)吻合較好的增益介質(zhì)熒光分布.在泵浦能量為2.2 J時, 獲得了能量0.85 J的激光輸出, 光-光效率達38.8%, 斜效率為40.1%.在1 Hz～100 Hz的頻率范圍內(nèi)輸出能量保持穩(wěn)定，在重復頻率1 Hz時測得單脈沖能量穩(wěn)定性為2.7%(RMS), 在穩(wěn)腔下測得激光衍射極限倍數(shù)β約為10.

1 引 言

高平均功率全固態(tài)激光器是當前國際激光技術(shù)領(lǐng)域的主要研究方向之一, 在空間探測、國防、精密加工等領(lǐng)域有重大應用[1].高平均功率固體激光器中的熱效應問題主要是由增益介質(zhì)泵浦過程引起的[2].傳統(tǒng)棒狀、板條結(jié)構(gòu)固體激光器的熱管理性能較差, 導致熱沉積, 進而產(chǎn)生熱透鏡效應、熱致雙折射和熱應力損傷, 這些熱效應造成了激光的波前畸變, 影響了激光的光束質(zhì)量, 限制了激光功率的進一步提升[3,4].1994年, 德國航空航天研究院技術(shù)物理所的研究人員Giesen等[5]提出薄片激光器概念, 薄片作為一種大口徑/厚度比的增益介質(zhì)構(gòu)型, 能夠減小高泵浦功率產(chǎn)生的熱沉積, 大大減弱溫度梯度帶來的波前畸變, 實現(xiàn)……