LDA側面泵浦固體激光器泵浦結構參數優化

韓耀鋒，張若凡，劉國榮，楊鴻儒，李軍芳，劉 芳，李永鋒，劉曉英

（1.西安應用光學研究所，陜西 西安710065；2.總裝備部西安軍代局，陜西 西安710032）

引言

激光二極管陣列（LDA）泵浦的固體激光器在空間通信、激光雷達、激光測距和光電對抗等軍事領域，激光打標、拋光、切割、焊接等工業領域代替了氙燈泵浦的固體激光器，成為固體激光技術發展的主要方向之一［1-4］。LDA泵浦固體激光器的泵浦方式主要分為端面泵浦和側面泵浦兩種。端面泵浦易實現泵浦光和激光模式的匹配，泵浦效率高，光束質量好，但因其泵浦面積有限，常用于小功率激光器的泵浦。側面泵浦可在激光介質橫向上將更多的泵浦光耦合進晶體中，易獲得較高的泵浦增益，適合于較大功率的固體激光器。但側面泵浦的泵浦光與激光模式的空間匹配程度較低，且易造成泵浦光分布不均勻，導致激光輸出光束質量變差［5-6］。因此，在固體激光器設計中，通常需要依據泵浦光參量來優化泵浦結構參數，以改善泵浦光在工作物質內增益分布均勻性，使激光器在大功率側面抽運條件下同樣獲得高光束質量激光輸出。在中高功率LDA泵浦固體激光器，尤其是脈沖器件的設計過程中，大都采用側面泵浦的方式，側面泵浦方式易獲得高功率器件，但卻很難獲得較高功率的基模運轉，要實現高效的基模匹配泵浦，需要提高激光晶體的泵浦均勻性。因此，模擬研究泵浦光在晶體內強度分布是LDA側面泵浦固體激光器設計的重要環節［7-8］。……