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为实现重复频率大能量激光输出，基于Yb：YAG激光介质低温下良好的热特性和激光特性，设计了12 kW高功率激光二极管（LD）阵列泵浦的V型腔低温Yb：YAG激光器（液氮温度）。对于泵浦耦合系统和散热结构两个关键点，分别使用光线追迹方法和有限元方法进行了分析，提出了楔形真空窗口和低温热管等解决方案。模拟结果表明，该设计的激光器热效应较低，可实现重复频率大能量输出。