Nd:YVO4板条激光器的热效应分析与实验

"这篇学术论文探讨了激光二极管端面抽运Nd:YVO4板条激光器的热效应及其对激光性能的影响。通过有限元分析方法，研究了部分端面抽运的混合腔板条激光器中Nd:YVO4激光介质的热效应，计算结果与实验测量的热透镜焦距吻合。分析表明，热效应会影响激光器的模式匹配，从而对效率和光束质量产生影响。在这些分析的基础上进行的实验中，激光器在110 W抽运功率下实现了41.5 W的连续输出功率，光-光转换效率约为38%，斜效率达到58.8%，光束质量指标M2分别为非稳腔方向的1.59和稳定腔方向的1.55。" 这篇论文主要涉及以下知识点： 1. **激光二极管端面抽运**：这是一种激发激光介质的方法，其中激光二极管的光束从激光晶体的端面注入，以激发内部的激活离子，产生激光。 2. **Nd:YVO4激光介质**：Nd:YVO4是常用的激光材料，Nd（钕）作为激活离子掺入YVO4（钇钒酸盐）晶体内，能够提供高效的激光转换。 3. **板条激光器**：这种激光器的激光介质采用板条形状，有助于减少热效应，因为较宽的表面积可以更好地散热。 4. **热效应分析**：论文使用有限元分析法研究了激光器中的热效应，这是由于激光产生的热量可能导致介质温度升高，影响激光性能，包括热透镜效应。 5. **热透镜焦距**：激光介质的加热会产生一个相当于透镜的效果（热透镜），改变光束的聚焦特性。论文计算的热透镜焦距与实验测量结果一致，说明模型准确。 6. **模式匹配**：热效应会改变激光器的光学模式，影响激光束的质量和效率。论文分析了热效应对模式匹配的影响，并指出这对优化激光器性能至关重要。 7. **光-光转换效率**：这是衡量激光器将输入电能转化为激光输出能量的比例，38%的效率表示大部分能量有效转化成了激光。 8. **斜效率**：斜效率是指从泵浦功率到激光输出功率的转换效率，58.8%的斜效率表明在不同功率范围内，激光器的效率保持较高水平。 9. **M2因子**：M2是衡量光束质量的重要参数，较低的M2值表示光束更集中，质量更好。文中给出的M2因子表明激光束在两个方向上的质量表现。 10. **谐振腔设计**：论文的分析结果对改进谐振腔设计有指导意义，可以通过优化腔体结构来提高激光器的性能。 这篇论文深入研究了Nd:YVO4板条激光器的热效应，为提高激光器效率和光束质量提供了理论基础和实验数据。