优化侧面抽运 Nd:Glass 激光放大器实现70倍增益

"70倍高增益激光二极管阵列侧面抽运钕玻璃放大器" 本文详细介绍了采用激光二极管阵列侧面抽运技术的高性能钕玻璃放大器的设计和实验结果。该放大器实现了70倍的稳定高增益，这对于激光系统的功率提升具有重要意义。 首先，文章提到的侧面抽运结构进行了优化，采用了漫反射腔设计。这种设计能提高光束在激光介质中的均匀分布，从而提高抽运效率。激光二极管阵列（LDA）被用于抽运，通过旋转对称的方式作用于直径为2mm、长度为75mm的掺钕玻璃棒，其掺杂原子数分数为4%。这种设计可以确保激光二极管阵列产生的能量更有效地注入到激光介质中。 Nd:glass棒的两端面镀有高透射率（99.8%）的增透膜，工作波长为1053nm，这有助于减少放大的自发辐射（ASE）光振荡，进一步提高激光质量。为了防止ASE，两端面还采用了1.5°倾角设计，这是一种常见的手段来破坏ASE的谐振条件。 放大器采用了集体制冷技术，利用在热沉中循环的去离子水来散热，确保在高功率操作下保持良好的热管理，防止激光介质因过热而性能下降。实验中，输入的种子激光具有10μJ的能量，1Hz的工作频率和3ns的脉冲宽度，波长为1053nm。在抽运功率达到8.2kW，抽运脉冲宽度为400μs时，经过钕玻璃放大器后的激光获得了70倍的增益，并且放大后的脉冲波形保持无畸变，表明放大器的性能非常稳定。 这个研究展示了激光二极管阵列在高增益激光放大器中的潜力，对于激光雷达、高能物理实验、精密加工和军事应用等领域具有重要价值。侧面抽运技术结合优化的光学设计和有效的冷却系统，使得此类放大器在实现高增益的同时，也能保持良好的光束质量和稳定性。未来的研究可能会进一步探索如何提高增益、优化热管理并减小系统体积，以满足更多实际应用的需求。