灯泵高能固体激光器优化技术研究

传统闪光灯泵浦的固体激光器在实现一定重频的大能量、高功率激光输出方面有着无可比拟的优势.现以实现灯泵固体激光器高能优质输出为目的,针对制约灯泵固体激光器大能量输出的重要因素——热效应、泵浦效率以及激光放大等进行了理论分析与实验研究.研究表明,激光晶体表面加刻螺纹后,晶体的平均温度下降,使得晶体的谱线宽度变小,激光器的增益系数增大、阈值下降,且热透镜效应减小;采用双掺Nd∶Ce∶YAG晶体能够提高晶体对泵浦能量的利用率,降低阈值泵浦能量,实验结果与理论分析相一致.最后,设计了一种新型多棒环形放大结构,实验表明这是一种实现高能激光放大的有效方法.

空心高斯光束多棒环形并接放大器输出的理论分析与数值模拟

为获得高功率激光输出,设计了激光束多棒环形并接放大器。运用基尔霍夫衍射理论对多棒并接环形放大器模型进行分析,建立了多棒并接环形放大器输出激光传播情况的理论模型,利用M atlab软件模拟计算并绘制了经过放大器放大后,激光光束传播时的光强分布图。计算结果表明,采用多棒环形放大器,由于衍射的作用,轴线中心的光强得到了加强,实现了对空心高斯光束的放大。

对卡塞格林式多程放大器中环形光束传输的数值模拟

利用光线追迹法以及分步傅里叶-贝塞耳变换法,考虑了光阑对光束的拦截和通光作用以及激光放大过程中的增益饱和效应,对环形腔调Q钕玻璃激光系统振荡器输出的光束经卡塞格林式放大器多程放大后的光场演化过程进行了数值模拟,并进行了实验验证。分析得出现有系统中输入输出镜的阶跃反射率分布是导致输出环形光束质量不好的主要原因,并重点对放大器的腔镜部分进行了优化设计,提出了反超高斯反射率分布的输入镜与超高斯反射率分布的输出镜相组合的腔镜对结构。数值模拟结果表明,该腔镜对的使用可大大改善输出环形光束的质量。