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。

阐明了一种利用腔的临界稳定条件来测量灯抽运大功率连续Nd:YAG激光器有效热透镜焦距的简单方法。通过测量特殊临界稳定点的输出功率,可计算出激光棒的有效平均热焦距,以及径向和切向的热透镜焦距fr和fθ。此方法简单可行,特别适用于高功率激光器热焦距的测量。此方法利用腔的临界稳定点,是在有激光输出时测量的,比无激光输出时更接近实际情况,与探测光束法比较测量偏差为±10%,小于非稳腔法±20%的测量偏差,测量值更准确。为优化设计大功率激光器提供了准确的设计参数。