对方形激光晶体的实际工作特点进行分析, 根据热容激光器的管理模式, 建立泵浦阶段和冷却阶段的晶体热模型, 引入变热传导系数对方程进行求解, 分别得到LD单端泵浦和冷却时热容激光器温度场的表达式。分析了不同的光斑半径、泵浦时间对晶体温度场的影响。计算结果表明: 当泵浦功率为60W、光斑半径为800μm、超高斯阶次为3的脉冲激光二极管对晶体进行泵浦时, 在将Nd∶YAG晶体的热导率视为常量和变量的情况下, 晶体在泵浦端面获得的最大温升分别为149.93℃、180.18℃。激光晶体的尺寸为(20×20×10)mm3, 掺钕离子为1.0%。

针对激光二极管端面泵浦圆片Yb∶YAG晶体产生的热效应问题, 以实际工作特点为基础, 通过热传导理论分析了热效应。分析了不同泵浦功率、超高斯阶次、光斑半径、晶体尺寸因素对变热导率圆片Yb∶YAG晶体温度场的影响。研究结果表明, 使用泵浦功率为60W、超高斯阶次为5、光斑半径为400μm的泵浦光对含质量分数为8%、晶体半径为4mm、厚度为0.5mm的圆片Yb∶YAG晶体进行泵浦, 在将晶体的热导率分别视为常量和变量时, 泵浦端面获得的最大温升分别为52.15℃和59.51℃。根据计算结果, 设计了适合的激光器热稳腔, 能充分抑制激光器产生的热效应问题。

针对激光二极管端面泵浦方形Yb∶YAG微片晶体产生的热效应问题, 运用半解析方法计算该晶体的温场分布。根据连续LD端面泵浦方形Yb∶YAG微片晶体的工作特性, 建立符合实际工作情况的热模型, 构造初始条件和边界条件。同时考虑到晶体的热导率是温度的函数, 并结合牛顿法求解热传导方程, 得到晶体温度场的一般解析表达式。定量分析了不同的泵浦功率、超高斯阶次、光斑半径、晶体厚度因素对变热导率方形Yb∶YAG微片晶体温度场的影响。结果表明: 使用泵浦功率为80 W、超高斯阶次为1、光斑半径为400 μm的泵浦光对含方形Yb∶YAG微片晶体质量分数为8.0%、晶体的尺寸为4×3×1 mm3进行泵浦, 将晶体的热导率视为常量和变量时, 泵浦端面获得的最大温升分别为41.25 ℃和52.14 ℃。研究结果对减小全固态Yb∶YAG晶体的热效应问题具有指导意义。

对脉冲激光二极管(LD)端面抽运变热导率方片Yb:YAG晶体的温度场进行了分析和研究，建立了端面绝热、周边恒温的热传导模型，采用半解析理论，结合牛顿法得到了晶体的温度场分布，分析了不同的抽运功率、超高斯阶次、光斑半径和晶体尺寸因素对晶体温度场的影响。计算结果表明,当采用抽运功率为80 W、超高斯半径为400 μm、超高斯阶次为3的脉冲激光二极管对晶体进行抽运时，在将Yb:YAG晶体的热导率分别视为常量和非常量的情况下，该晶体在抽运端面处获得的最大温升分别为31.69，35.66 ℃。研究结果为激光器的设计提供了一定的理论指导。

：为解决脉冲激光二极管端面泵浦Nd:YAG晶体产生瞬态热效应的问题，对激光晶体内的温场分布进行了解析分析与定量计算。通过对脉冲激光二极管端面泵浦激光晶体工作特点分析，建立了端面绝热、周边恒温的晶体热模型，考虑到Nd:YAG晶体导热系数与其温度的函数关系，引入弦截法求解含时热传导方程，得出了变热传导系数方形Nd:YAG晶体时变温度场的一般解析表达式。定量分析了变热传导系数方形Nd:YAG晶体在不同超高斯阶次和光斑半径下内部温度场时变情况。计算结果表明：使用平均输出功率为60 W 的脉冲激光二极管端面泵浦掺钕离子质量分数1.0%的Nd:YAG 晶体，若入射的3阶超高斯光束泵浦光光斑半径为400 μm，则晶体尺寸为4 mm×4 mm×8 mm的Nd:YAG晶体在达到准热平衡状态时的最高和最低温升分别为364 K和337 K。研究结果为正确计算Nd:YAG晶体温度场分布提供了方法，并对解决激光晶体热效应问题提供了理论依据。

针对脉冲激光二极管端面泵浦Nd:YAG圆棒晶体产生的热效应问题，考虑到导热系数与温度的函数关系，建立了端面绝热、周边恒温的晶体热模型，运用解析方法计算出Nd:YAG圆棒晶体温场分布。通过对激光晶体工作特点的分析，引入弦截法，得到变热传导系数Nd:YAG圆棒晶体的温场分布表达式。不仅定量分析了在不同脉冲宽度和光斑半径下Nd:YAG圆棒晶体内部温场时变情况，而且也计算了非稳态及准热平衡态时Nd:YAG圆棒晶体的温度场。计算结果表明，使用输出功率为60 W，脉冲频率为100 Hz，脉宽为2 ms的三阶超高斯光泵浦Nd:YAG圆棒晶体端面，则尺寸为φ4×8 mm3的Nd:YAG的圆棒晶体在达到准热平衡状态时，晶体内部最高温和最低温分别为369.1 K和340.5 K。研究结果为如何减小激光晶体热效应提供了一定的参考价值。