采用空间载频干涉方法在精确测量薄片激光晶体热畸变的基础上,深入研究了射流冲击冷却系统对薄片激光晶体热畸变的影响。实验结果表明,射流冲击冷却系统引起薄片激光晶体的畸变主要是球面形变。随着抽运功率的增加,薄片激光晶体的热畸变越发严重,在抽运区中心部分,以球面形变为主,其光焦度随抽运功率的增加呈线性下降。而在抽运区的边缘,以非球面形变为主,抽运功率越高,非球面畸变就越严重。给出了493 W抽运条件下热畸变的波前畸变曲线,其均方根的重复测量精度为1.153 nm。实验结果与理论分析结果相符,该研究为薄片固体激光器谐振腔的设计和热畸变的补偿提供了重要依据。

为了研究影响碟片激光器晶体模块射流冲击冷却单元换热效果的核心因素, 采用数值计算的方法, 在喷孔总面积一定的条件下对孔径、孔间距及喷射距离进行了冲击冷却的分析, 通过实验对换热系数进行了对比分析, 并在实际的碟片激光器上对降温效果进行了验证。结果表明, 孔径为0.6mm且孔间距为1.6mm的喷嘴B具有最好的换热效果, 在3L/min的流量及3mm的喷射距离下, 换热系数达到55000W·m-2·K-1; 不同泵压下, 存在最佳喷射距离, 喷嘴B在0.2MPa时, 最佳喷射距离为0.5mm; 当流量为6.5L/min、喷射距离为5mm及注入电流为200A时, 喷嘴B对碟片晶体的冷却温度比喷嘴C低5℃。此结论为碟片激光器晶体模块射流冲击冷却单元的优化设计提供了参考。