激光二极管部分端面泵浦混合腔板条激光器是上世纪90年代后期在德国发展起来的一种新型全固态激光技术。这种激光器结构简单紧凑，散热效果好，模式匹配好，效率高，输出光束质量好。本文介绍了这一激光技术的结构、特点，发展过程中的一些重要研究工作，包括振荡器和放大器。

为了改善高能固体激光器由于激光增益介质的热畸变限制了激光器在大能量输出时保持高光束质量的能力, 提出一种基于离轴混合腔的高能双板条热容激光器, 并进行了实验研究。实验结果表明该激光器的双板条结构, 具有对温度分布不均匀造成的激光波面畸变实现部分自校正的能力。再配合离轴混合腔的使用, 可大大提高激光器的光束质量。实验中采用了两块尺寸为100 mm×20 mm×500 mm的大尺寸钕玻璃板条, 激光器的阈值泵浦电压大约是2 400 V左右, 斜效率为3.4%。当泵浦电压为3 400 V时, 激光器的输出脉冲能量达到158.07 J。泵浦电压为2 800 V时, 分别对近场和远场的光斑进行测量, 可计算得到非稳腔和稳腔方向的发散角分别为1.245 9 mrad和1.545 9 mrad。

2 kW射频板条CO2激光器光束整形系统中空间滤波器具有消除旁瓣、提升光束质量的作用，研究其失调对输出光束的影响具有现实意义。通过理论和实验研究了空间滤波器失调对光强分布的影响，理论分析与实验结果基本一致。数值模拟了失调对输出功率的影响。结果表明，空间滤波器非稳方向横向位移失调对输出功率的影响不是线性的，输出功率损耗随着横向位移的增加急剧增大；对整形光束光强分布的影响很大，失调量大于0.2 mm时就会使整形光束非稳方向出现明显的旁瓣。空间滤波器轴向位移失调对功率影响较小，但对光斑形状有比较明显的影响，失调量达到10 mm时，整形光束两个方向的直径差可达3 mm。空间滤波器旋转失调角度在10°以下时，对整形光束非稳方向光束的影响可以忽略，主要影响波导方向光束，旋转失调会使模式变差。旋转失调对功率也有较大的影响，失调角度为10°时，功率损耗增加到25%。

利用激光二极管(LD)阵列端面抽运Nd:YVO4板条晶体, 结合稳定非稳混合腔, 实现了高功率、高效率、高光束质量的1064 nm和1342 nm激光输出。板条Nd:YVO4晶体掺杂原子数分数为0.3%, 尺寸12 mm×10 mm×1 mm, a轴切割, c轴平行于12 mm方向。采用稳定正支共焦非稳腔, 在抽运功率为265 W时, 得到了123 W的1064 nm连续激光输出, 光光转换效率和斜效率分别为46.4%和52.4%; 在输出功率约为100 W时测得稳腔和非稳腔两个方向的M2因子均为1.3, 输出功率不稳定性小于1%。采用稳定负支共焦非稳腔, 在抽运功率为139.5 W时, 得到35.4 W的1342 nm激光输出, 光光转换效率为25.4%, 在稳腔方向光束质量为M2=1.23; 在非稳腔方向光束质量为M2=1.14。

激光二极管部分端面泵浦混合腔板条激光器(Innoslab laser)是上世纪九十年代后期在德国发展起来的一种新型全固态激光技术。介绍了这一技术的基本结构和优点, 发展过程中的一些重要研究工作,以及国内外研究现状,并对下一步的发展进行了展望。

为了获得大功率高光束质量的激光输出，利用自制的5bar激光二极管阵列堆作为抽运源，抽运光经波导整形系统整形后入射至晶体，采用柱面镜混合腔结构，对部分端面抽运的混合腔Nd∶YVO₄板条激光器进行了实验研究。在最高抽运功率134W时，得到了38W的连续激光输出，斜效率44%，测得的两个方向的M²因子为1．56和1．78。实验结果表明，该激光器具有极佳的热效应，能够在高功率运转时保持高光束质量的激光输出，输入－输出功率曲线没有出现平顶或弯曲的迹象，该激光器仍有提升潜力，本结果有助于进一步提升该激光器的性能，实现更高功率的高光束质量激光输出。

非稳腔－稳腔混合腔的失调特性得到了理论上的研究。当调节混合腔的输出耦合镜几何参数改变时，通过Fox－Li数值迭代法计算其基横模的损耗来研究腔的失调特性。发现混合腔在稳腔方向上不易失调；混合腔的不稳定主要来自于非稳腔方向，且主要来自于输出耦合镜在非稳腔平面内的转动，或者垂直于光轴的平移；偏轴非稳腔要比对称非稳腔稳定。利用混合腔中非稳腔方向易失调的特性，可以设计调Q方案。在正支共焦偏轴非稳腔稳腔混合腔中应用声光调制器在非稳腔平面内实现声光调Q的可行性，得到了理论的证明。

报道了一种新型双板条离轴混合腔激光器。这种激光器结构通过改变传统的冷却方式和采用特殊的谐振腔设计,将使从第一块介质板条高温一侧出射的激光对称地进入另一块板条的低温一侧,从而可对由于温度分布不均匀造成的波面畸变进行一定程度的自校正,减少热效应的影响,可望提高激光器的输出功率和光束质量。利用快速傅里叶变换(FFT)对这种激光器的近场、远场以及相位等模场特性进行了数值计算。分析了波面畸变对输出光束质量的影响,并与常规双板条激光器进行了比较,结果表明这种新型双板条离轴混合腔激光器可以实现一定程度的波面畸变自补偿,从而获得更好的输出光束质量。

部分端面抽运的板条激光器是一种新型固体激光器,配合混合腔可以实现在大功率下保持高光束质量的激光振荡输出。谐振腔的腔镜倾斜是影响激光器输出特性的重要因素,快速傅里叶方法是一种快捷有效的计算方法,利用此方法模拟了腔镜倾斜对近场相位分布和远场光强分布的影响,并分析了光束质量的变化。理论分析表明,腔镜的小角度倾斜对近场相位影响较大,但对远场光强空间分布影响不大；随着倾斜角度不断增大,远场发散角和光束腰宽度也增大,光束质量虽然存在恶化的趋势,但光束质量因子M2值仍然较小,离轴非稳腔仍能保持高光束质量的输出。