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首页优化侧面抽运 Nd:YAG 模块:高效激光二极管100Hz抽运性能
本文主要探讨了高效激光二极管侧面抽运Nd:YAG模块的设计与优化。首先,作者提出了一种新的定量评估方法,即通过计算吸收抽运光分布的均方根偏差相对值来表征激光棒内部抽运光分布的均匀性。这种方法允许研究人员更准确地理解激光二极管(LD)与Nd:YAG棒之间的光传输特性,特别是当它们之间的间距变化时。 研究者利用自编的光线追迹程序,对五向侧面抽运Nd:YAG模块进行了深入分析。光线追迹程序是一种模拟光在光学系统中的传播路径和强度分布的方法,这对于理解和优化激光器的性能至关重要。通过这项分析,他们揭示了抽运光分布均匀性和耦合吸收效率随间距变化的规律,这有助于优化模块的结构设计,以提高整体性能。 基于这些发现,研究人员成功研制了一个抽运频率为100 Hz、占空比为2%的侧面抽运Nd:YAG模块。该模块在808 nm波长下的最大平均抽运功率达到了200 W,而在1064 nm短腔下,其最大输出功率为95 W。光-光转换效率更是达到了47.5%,这是一个重要的性能指标,表明模块能有效地将输入的能量转化为有用的激光输出。 本文的研究不仅提供了侧面抽运Nd:YAG模块设计的关键参数,还展示了如何通过科学的分析方法优化激光二极管抽运系统,这对于提升激光器的稳定性和效率具有实际应用价值。光学器件、激光二极管抽运技术、侧面抽运Nd:YAG模块和光线追迹技术在这项工作中发挥了核心作用,对于激光技术的发展和工业应用具有重要意义。
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书书书
第
36
卷
第
6
期
中
国
激
光
Vol.36
,
No.6
2009
年
6
月
犆犎犐犖犈犛犈犑犗犝犚犖犃犔犗犉犔犃犛犈犚犛
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,
2009
文章编号:
02587025
(
2009
)
06133704
高效激光二极管侧面抽运
犖犱∶犢犃犌
模块
杨晓冬
1
薄
勇
2
彭钦军
2
许祖彦
2
邵建新
3
陈美华
1
周
杰
1
1
嘉应学院物理与光信息科技学院,广东 梅州
514014
;
2
中国科学院理化技术研究所,北京
100190
;
3
石河子大学物理系,新疆 石河子
( )
832003
摘要
提出了定量表征激光棒内吸收抽运光分布均匀性特征参量———吸收抽运光 分布均 方根 偏差相 对值,利用 该
参量以及自行编制的光线追迹程序,定量分析 了五 向侧 面 抽运
Nd∶YAG
模 块内 吸收 抽 运光 分布 均 匀性 及耦 合 吸
收效率随激光二极管(
LD
)
Bar
条与
Nd∶YAG
棒表面间距的变化规律,确定 了侧 面抽运 模块 优化结 构参 数;在此 基
础上研制了 抽 运频 率为
100 Hz
,占 空比 为
2%
的 侧面 抽运
Nd∶YAG
模 块,其
808nm
最 大平 均抽 运 功 率为
200 W
,
1064nm
短腔最大输出功率为
95 W
,光
光转换效率为
47.5%
。
关键词
光学器件;激光二极管抽运;侧面抽运
Nd∶YAG
模块;光线追迹;抽运光分布均匀性
中图分类号
TN248.1
文献标识码
A
犱狅犻
:
10.3788
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收稿日期:
20080812
;收到修改稿日期:
20081008
基金项目:国家自然科学基金重点项目(
50590404
)和广东省自然科学基金(
8451401501000668
)资助课题。
作者简介:杨晓冬(
1968-
),男,博士,副教授,主要从事全固态激光技术方面的研究。
Email
:
x
jy
xd
@
126.com
1
引
言
激光二极管(
LD
)抽 运 固 体 激 光 器 的 抽 运 耦 合
结构,对于激光器的 输 出功率和 光 束质量有 非 常重
要的作用
[
1
~
4
]
。在 端 面 抽 运、侧 面 抽 运 激 光 棒 以 及
侧面抽运板条这三 种主要抽 运 结构中
,侧 面抽运激
光棒结构具有成本低、结构简单、稳定性好以及能够
实现高功率激光输出等显著优点
[
1
~
8
]
。但在高功率
运转时,侧面抽运激 光 棒内通常 存 在较为严 重 的热
光效应,从而限制高功率、高光束质量激光的同时获
得
。均匀的吸收抽运光分布可以有效减弱激光棒内
的热光效应,因此实 现 均匀的吸 收 抽运光分 布 以及
较高的耦合吸收效率成为高性能侧面抽运模块设计
的关键
。为实现这 一目标,同时降 低 侧面抽运 模 块
的研制成本
,缩短研制时间,模块设计者通常采用光
线追迹程序数值分析激光棒内吸收抽运光分布的均
匀性和耦合吸收效率与侧面抽运模块结构参数的关
系,确定侧面抽运模块的优化结构参数
[
1
~
3
,
9
,
10
]
。但
由于缺乏对激光棒内吸收抽运光分布均匀性的定量
下载后可阅读完整内容,剩余3页未读,立即下载
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