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在高功率、高光束质量激光技术领域,板条激光器受到国内外研究机构的广泛关注。采用薄板结构后,板条激光器的散热面积相对于同等截面积的棒状激光器提高数倍,因而板条激光器具有较强的热负载能力。采用均匀泵浦和高效冷却技术,板条激光介质仅存在厚度方向的一维温度梯度,可在均匀增益的同时实现高光束质量激光放大输出。简言之,在均匀泵浦前提下,板条激光器可以实现均匀增益,获得高光束质量激光输出。本文开展了板条激光器的均匀泵浦技术研究,主要工作如下: 1)研究了激光二极管的空间光学特性及常见的泵浦光整形匀化方法,设计了适用于大尺寸板条激光放大器的泵浦匀化方案,利用石英波导对快轴方向的泵浦光进行匀化,利用柱面镜阵列对慢轴方向的泵浦光进行匀化。 2)利用光学设计软件ZEMAX建立了泵浦匀化系统的光线追迹模型,研究了增益介质内泵浦光分布与泵浦匀化系统结构参数的关系。通过不同系统参数下泵浦光分布均匀性的研究,确立了最优的泵浦匀化系统参数。研究表明,介质内泵浦光的均匀性主要由三个因素决定:1.波导的长度;2.波导的高度;3.柱面镜的曲率。通过优化系统参数,实现了激光介质内的均匀泵浦,该方案在板条中心厚度平面沿慢轴方向的泵浦光强分布PV值为9.2%,沿快轴方向的泵浦光强分布PV值为7.4%。 3)对板条端面荧光分布及板条端面不同位置处的小信号增益进行了测试,得出在547W/cm2泵浦功率密度下的荧光光强分布RMS值为1.8%,沿板条厚度方向的荧光光强分布PV值为10.0%,沿宽度方向的PV值为12.8%。通过不同位置小信号增益的研究,得出在547W/cm2的泵浦功率密度下沿板条宽度方向的增益变化PV值为2.7%,在705W/cm2的泵浦功率密度下的增益变化PV值为4.0%;验证了本文设计的泵浦匀化方案的合理性。