Nd:YAG微片激光器热效应研究：抽运光分布的影响

"抽运光分布对Nd:YAG微片激光器热效应的影响" 这篇科研论文探讨了在激光技术领域中，尤其是微片激光器设计中的一个重要问题——Nd:YAG微片激光器的热效应。Nd:YAG（掺钕钇铝石榴石）是一种常用的激光晶体材料，而微片激光器因其小型化、高效能的特点，近年来在激光应用中备受关注。然而，激光器在工作过程中产生的热量会影响其性能和寿命，因此，理解和控制热效应至关重要。 该研究采用了半解析热分析理论作为基础，针对超高斯分布的激光二极管（LD）端面抽运的背冷式Nd:YAG微片激光器进行深入研究。激光二极管的超高斯分布抽运意味着光束的功率密度在中心区域较高，边缘逐渐降低，这种分布方式可以优化能量传输效率。背冷式设计则是通过在晶体背面冷却来减少热效应，提高激光器的稳定性。 通过分析Nd:YAG微片激光器的工作特性，研究人员建立了热模型，并运用新的热传导方程求解方法，得到了晶体内部的温度场、热形变场以及附加光程差(OPD)的半解析计算表达式。附加光程差是由于热膨胀引起的光路长度变化，它直接影响激光器的聚焦性能和光束质量。 研究结果显示，在总功率为24.2 kW、占空比10%的4阶超高斯分布激光二极管抽运下，Nd:YAG微片上的温升达到了70.36℃，产生了0.465 μm的最大热形变和0.836 μm的最大附加光程差。这些数值揭示了热效应对激光器性能的具体影响，对于优化激光器设计和提高其工作效率具有指导意义。 关键词包括激光技术、微片激光器、Nd:YAG晶体、热分析、超高斯分布和背冷技术，表明本研究集中在这些关键领域。这篇论文的发表有助于推动激光器领域的科技进步，特别是对于提高 Nd:YAG 微片激光器的稳定性和性能方面，提供了重要的理论依据和技术参考。