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该论文以大功率DPL及其频率变换实验研究为重点,结合理论分析,研究大功率高亮度(高光束质量)DPL激光产生和非线性频率转换中若干关键问题,包括大功率LD列阵泵浦棒状晶体增益分布的问题,光束质量改善与热管理问题,大基模体积热近非稳腔问题以及通过非线性频率上/下转换实现从紫外到红外波段全固态激光等研究内容.1)LD列阵泵浦棒状晶体增益分布数值仿真:采用光线追迹的方法,在建立数学模型基础上研究了增益分布与泵浦结构参数间的关系,数值仿真结果与实验相吻合,为泵浦模块虚拟设计提供了重要技术手段.2)对热近非稳腔基模体积运动动力学过程与光束质量的关系进行了系统实验研究,解决了在高功率激光运转情况下产生高光束质量激光问题,获得百瓦级大功率DPL输出(1064nm准连续75W,M<2>=3);在国内首次研制了全国产化500W级LD泵浦激光头,实现连续DPL输出达570W.3)研究大功率高效倍频问题,提出两种提高准连续腔外倍频效率新原理及进行了优化设计,解决了Ⅱ类匹配走离补偿退偏问题和多晶倍频相移导致的相干相消作用及倍频逆过程,并通过实验研究验证了新原理的有效性,倍频效率提高近100﹪,达70﹪(国际最高).4)研究高平均功率Nd:YAG三倍频紫外DPL,实验研究并探讨了两种产生三倍频紫外DPL方案的优劣,获得6.8W 355nm紫外激光输出(国内最高).5)在频率下转换方面,研制了用于准连续高平均功率OPO泵浦源的高亮度绿光DPL,国际上首次实现单块LBO晶体产生宽调谐(778nm~1036nm)、高平均功率(最高输出达13W)、高效率OPO振荡(54﹪);在此基础上利用新晶体BiBO倍频蓝光,可覆盖整个蓝光谱段,国内首创.6)采用热近非稳腔结构研究大功率全固态Nd:YAG 1.319μm谱线激光及其高次谐波,通过优化泵浦模块和谐振腔设计,腔内倍频产生11.5W 660nm红光DPL(国际最高);Nd:YAG 1319nm腔内三倍频产生3.97W 440nm蓝光DPL(专利技术、国际首次).7)在国内首次探索了Nd:YAG复合折叠腔腔内和频产生黄光问题,实现了512mW连续波589nm黄光激光输出.该文上述研究工作作为大功率DPL在大屏幕激光显示、信标激光源和深紫外激光产生等领域应用奠定了基础.