【摘 要】
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为获得同时具有高重频、大能量的脉冲激光，一种串状脉冲激光进入了人们的视野，结合MOPA结构，可实现一段时间内的高重复频率与大脉冲能量的兼顾输出。本文从激光脉冲串的产生及放
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为获得同时具有高重频、大能量的脉冲激光，一种串状脉冲激光进入了人们的视野，结合MOPA结构，可实现一段时间内的高重复频率与大脉冲能量的兼顾输出。本文从激光脉冲串的产生及放大两方面，对脉冲串的输出特性进行了较为深入的研究。 论文首先从调Q的速率方程出发，研究了脉冲宽度、单脉冲能量、峰值功率等与初始反转粒子数和阈值反转粒子数之间的关系，分析了激光脉冲的放大过程，通过求解脉冲信号放大的速率方程，得出矩形脉冲信号经放大后反转粒子数密度速率方程组与光子流密度的通解，解出了功率增益系数与能量增益系数的表达式，进一步得出了在有损耗介质中，小信号与大信号入射时，光子数密度随增益介质长度变化的结论。 其次开展了脉冲串激光输出的实验研究。对879nmLD泵浦源的输出功率及波长进行测定，振荡级利用脉冲端面泵浦及腔内声光调Q的方法产生脉冲串重频为200Hz，持续时间为1ms，子脉冲重频分别为10kHz、20kHz、50kHz、100kHz、200kHz、500kHz的激光脉冲串。在泵浦功率达到最大时，输出串能量分别为42.9mJ、44.6mJ、44.4mJ、43.4mJ、42.6mJ、42.4mJ，单脉冲脉宽分别为10ns、12ns、17.9ns、20.1ns、33.7ns、38.7ns，峰值功率分别为381.8kW、184.8kW、48.9kW、21.6kW、6.3kW、2.1kW，脉冲串变异系数分别为1.8％、2.1%、3.6%、5.1%、7.4%、14.5%。利用刀口法测得子脉冲重频为10kHz与100kHz时的光束质量M2值分别为1.47与1.57。 最后开展了采用MOPA结构的脉冲串激光放大实验研究。放大级利用两级808nmLD三向环绕侧面泵浦放大模块且选用一级双程、二级单程放大的方式，对脉冲串重频为10Hz，子脉冲重频分别为10kHz和100kHz的种子光进行放大，最后得到经一级单程放大后，脉冲串能量分别为129.0mJ、128.7mJ，脉宽分别为16.4ns、22.4ns，提取效率为7.1%、7.2%；经一级双程放大后，脉冲串能量分别为212.9mJ、218.8mJ，脉宽分别为18.4ns、23.4ns，提取效率为14.3%、14.8%。经二级单程放大后，最终输出脉冲串能量分别为396.7mJ、412.1mJ，单脉冲能量为39.7mJ、4.1mJ。脉宽分别为18.5ns、27.5ns，提取效率为15.3%、16.1%。研究了经各级单/双程放大后，输出能量、提取效率随放大模块增益的变化以及提取效率随注入能量的变化，对比了放大前后输出脉冲串激光的光强分布。
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