大功率激光二极管阵列高效耦合技术研究

"高效大功率激光二极管阵列端面抽运耦合系统" 这篇科研论文探讨了在激光技术领域中的一个关键问题——如何高效地将大功率激光二极管（LD）阵列产生的能量耦合到激光增益介质中。具体来说，研究者们针对12 kW激光二极管阵列抽运的Yb:YAG激光器设计了一种创新的空心导管型耦合系统，并进行了实验验证。他们的目标是优化端面抽运结构，以提高能量传输效率。 论文中提到的“光线追迹法”是一种常用的光学设计工具，通过这种方法，研究人员能够模拟和分析光路中的传播和反射，从而设计出最佳的耦合系统。在这个研究中，他们以高斯型微激射元为基础，构建了单个LD和LD阵列的光源模型，接着设计了包含透镜和镀银板的抽运光汇聚传输系统。透镜用于聚焦抽运光，而镀银板则起到反射和集中光束的作用。 实验结果显示，所设计的耦合系统在实际应用中表现优异，能有效地将抽运光耦合到增益介质中。系统的传输损耗低，当反射板的反射率高达94%时，耦合效率可以达到92.3%。这意味着大部分抽运光能被有效地导入激光介质，减少了能量损失。此外，输出光束具有良好的传输性能，其有效抽运区域接近理论值，这意味着激光增益介质的表面能得到均匀照射，这对于激光器的稳定运行和高效率至关重要。 这个耦合系统的设计和实验成功地解决了大功率激光二极管阵列端面抽运的效率问题，对于提升激光器的整体性能，尤其是在高功率激光应用，如激光武器、材料加工、医学治疗等领域，具有重要的实践价值。同时，该研究也提供了模拟设计大功率激光耦合系统的有效方法，为后续相关研究提供了参考。 这项工作揭示了如何通过精确的光学设计和优化，实现大功率激光二极管阵列的有效耦合，对于推动激光技术的发展，特别是在高功率激光器的研制上，具有深远的影响。