在CdSe晶体光参量振荡器(OPO)中, 泵浦激光经过晶体后产生大量废热, 使CdSe晶体出现明显热透镜效应, 从而导致泵浦激光的光斑半径在晶体内部不断变小, 最终降低了晶体的损伤阈值和OPO的输出功率。本文利用COMSOL软件对高重频脉冲激光泵浦CdSe晶体进行多物理场建模, 完成了CdSe晶体热透镜效应仿真, 通过参数优化, 发现对流系数与晶体最大温度成反比, 与晶体后端面和焦点的光斑半径成正比, 聚焦位置随对流系数增加趋于稳定。单脉冲能量和重复频率与晶体最大温度和焦点的光斑半径成正比, 与晶体后端面光斑半径和聚焦位置成反比。准直激光光斑半径与晶体最大温度成反比, 与晶体后端面光斑半径、聚焦位置和焦点光斑半径成正比。该研究解决了CdSe OPO中晶体后端面光斑半径难以直接测量的问题, 为优化CdSe晶体热透镜效应提供了理论依据。

利用压力辅助法合成批量、高纯CdSe多晶原料, 进行籽晶定向高压布里奇曼法生长, 制备出(50~55) mm×(80~100) mm高品质单晶棒, 加工出多相位匹配角度、多规格尺寸(6~8)2×(40~50) mm3 晶体元件。元件在2.1 μm、2.6 μm、10.8 μm等多波段o、e偏振光测试下, 吸收系数分别≤0.02 cm-1、≤0.02 cm-1、≤0.01 cm-1, 通过光参量振荡实验, 元件在10.1~10.8 μm波段实现1.05 W 长波红外激光输出。