基于0.53 μm、1.06 μm激光双波长复合输出技术在**上的应用前景, 针对光电对抗双波长复合输出激光器的热效应, 利用泊松热传导理论, 考虑晶体与外界的热交换, 建立了更精确的边界条件, 仿真分析了三向泵浦、内腔倍频情况下激光晶体热透镜效应和倍频晶体热致相位失配的形成过程, 分析讨论了平凸腔补偿热透镜效应的有效性和一般规律。通过实验探究了热效应对双波长复合激光光束质量的影响, 验证了平凸腔对热效应的补偿效果, 发现平凸腔能增大基模模体积, 抑制高阶模增益, 改善复合激光光束质量, 热效应补偿效果会随着补偿平凸镜曲率半径的减小而增强。

在高功率激光二极管(LD)抽运条件下,固体增益介质的热透镜效应是优化激光谐振腔系统所必须考虑的重要因素之一。利用带尾纤耦合输出的激光二极管和整形聚焦透镜组组合抽运Nd:YVO₄晶体,用稳腔法测量了激光晶体的等效热焦距。利用LAS-CAD软件模拟了三种热稳腔结构在所测等效热焦距下的模式分布,对LD双端抽运Nd:YVO₄激光器Z字型谐振腔进行优化设计后,实验选定后腔镜曲率半径R1=300 mm,输出镜曲率半径R2=100 mm,腔长Ltotal=280 mm,耦合输出镜透射率T=50%。当输入61 W抽运功率时,激光最高输出功率达21.3 W,光束质量因子M2 <1.41,所得激光器输出结果与理论预期吻合得很好。

分析了固体激光器中两种主要的热效应：热致双折射效应和热透镜效应。对于这些效应在固体激光器中表现出来的退偏效应、热透镜双焦效应和热透镜球差效应, 以及它们对固体激光器基模输出功率的影响进行了分析。并通过4f成像系统和石英旋光器, 对激光棒截面上所有各点进行点对点的补偿, 消除了退偏效应。

针对激光二极管端面泵浦的Nd:YVO4全固态激光器,提出了一种利用双晶体,对Nd:YVO4的热效应进行补偿的方案,同时该方案又能提高最大输出功率,避免由于插入附加光学元件所导致的损耗,满足调Q以及提高腔内倍频效率的要求.

在Z型谐振腔内加入一个凸透镜,用以补偿增益介质的热透镜效应,并通过实验验证了其可行性.最大输出功率达到1.14W,斜效率为9.95%.