优化激光二极管阵列抽运Nd:Glass棒状放大器增益研究

"激光二极管阵列抽运高增益钕玻璃棒状放大器" 本文主要探讨了在惯性约束聚变（ICF）激光驱动器研究中的关键组件——宽带高增益钕玻璃棒状放大器的设计与优化。激光二极管阵列（LDA）抽运技术在此类放大器中扮演着重要角色，因为其能提供高效、紧凑的光源。作者通过对影响LDA抽运 Nd:glass棒状放大器增益的各种因素进行深入分析，如抽运功率、耦合方式、光束质量等，确定了最佳的放大器参数。 首先，建立了光线追迹模型来模拟环形LDA侧面抽运Nd:glass棒状放大器的功率沉积过程。这个模型有助于理解功率如何在放大介质内部分布，从而影响增益效率。通过开发相应的计算程序，研究人员能够在理论层面对不同抽运配置进行比较和优化。 在模型计算的基础上，对两种抽运方式进行了评估：直接耦合抽运和准直耦合抽运。通过对这两种抽运方式的模拟和分析，发现直接耦合抽运在减少能量损失和提高增益方面更胜一筹。考虑到实际应用中的指向误差，这种耦合方式的优势更为突出，因此选择了直接耦合抽运作为优化方案。 最终，基于优化后的设计，制造了一个8.1 kW激光二极管抽运的直径2mm Nd:glass放大器。实验结果显示，当抽运功率达到7.7 kW时，该放大器实现了40倍的小信号增益，表明其具有良好的放大性能。此外，添加偏振片后，增益的稳定性也得到了验证，这在实际激光系统中是非常重要的，因为稳定性和重复性是衡量激光器性能的关键指标。 关键词：激光器、激光二极管抽运固体激光器、侧面抽运、抽运耦合。这些标签突出了研究的核心内容和技术特点，包括使用激光二极管阵列作为抽运源，以及在侧面抽运和耦合方式上的优化选择。 这项工作展示了激光二极管阵列在高增益Nd:glass棒状放大器中的有效应用，以及通过理论建模和实验验证实现性能优化的方法。这对于惯性约束聚变领域的激光驱动器设计和性能提升有着显著的意义。