为了实现在高重复频率调Q的同时, 又有好的光束质量。实验设计了激光二极管抽运的高重复频率、高功率的主功率放大(MOPA)结构激光器, 激光器采用声-光调Q , 主振荡功率放大+二级放大的结构。优化了主功率放大(MOPA)激光器的结构和相关参数, 完成了关于高功率高重频主功率放大(MOPA)结构激光器的实验研究, 并且通过合理排列光学元件在谐振腔中的位置来实现光束质量的提高, 利用聚焦镜和狭缝来实现激光模式的匹配。在重复频率为50 kHz时, 实现了最高功率为51.3 W, 输出脉宽为18.62 ns, 光束质量为M■■=1.882、M■■=1.971的激光输出, 光-光转换效率为23.75%。在增益导引的作用下, 主振荡功率放大(MOPA)激光器的输出光光束质量得到了有效的提高。

高功率主振荡功率放大(MOPA)激光系统的光束质量取决于前端种子光的性能,而高质量种子光的获取取决于前端光学设计和有效的准直方法;XeCl属于高增益介质,为有效抑制预放大器的放大自发辐射(ASE),要求前端提供较高的能量。描述了一种“一体化自放大”前端,振荡器主体为一台放电抽运XeCl准分子激光器,光栅自准直腔用于产生窄线宽、近衍射极限激光输出,利用该振荡器再进行双程放大形成最终的前端输出。自准直谐振腔是调试准直的关键环节,引入辅助准直光源和辅助谐振腔,得到了预定级次的激光振荡输出,并给出了调试中不同位置输出激光的能量及光强分布。实验获得了8 mJ的主振荡器激光能量输出,经过双程放大和望远镜扩束后输出激光能量达60 mJ,线宽为0.6 cm-1,光束发散角接近衍射极限,满足了后续放大需要。

为了降低高重复频率脉冲固体激光器中热致光束畸变对光束质量的影响,在激光二极管抽运、电光调Q的Nd∶YAG激光双通放大系统中对多模石英光纤相位共轭镜进行了实验研究。激光重复频率100 Hz、脉宽20 ns。实验结果表明