4-20  百瓦级绿光DPL激光器技术

王卫民  姚震宇  庞  毓  高清松  陈晓琳  童立新  张  雷

对二极管激光侧泵浦Nd：YAG板条双程功率放大器进行了研究，激光器基频输出平均功率大于200 W。

主振荡器使用凹凸稳腔结构，二极管激光器的占空比为12%，使用可变反射率输出镜（VRM），获得平顶超高斯光束单横模输出；在100~500 Hz重复频率电光Q开关时，获得单脉冲能量为0.8~2.5 mJ的输出，光束质量因子M ² <1.3。建立了二极管侧面泵浦Nd:YAG之字型板条主振荡¾多程功率放大(MOPA)激光系统，前级Nd:YAG板条为双通功率放大器,后一级为单通放大器。激光功率放大器板条“之”字形平面采用传导冷却，两毛面为泵浦面，泵浦面与冷却面分离，使激光输出稳定；激光功率放大器的热透镜补偿技术，使补偿后的激光束的焦距大于3 m以上；通过对MOPA结构优化设计，采用像传递光学系统和放大自发辐射和自激振荡抑制技术，使激光器工作在最佳状态, 双通板条激光放大器采用精密调节结构，避免板条激光产生波导模，双通放大器的提取效率为50%，单通放大器的提取效率达到80% 。

激光器在不同重复频率工作时, 采用不同焦距柱透镜补偿放大器热透镜, 在500 Hz重复频率时，获得单脉冲能量为410 mJ的1.06 mm激光输出，光束质量M²小于3.5，脉冲能量起伏小于2%，激光脉冲宽度为15 ns，实验数值与计算结果相符合。在500 Hz重复频率下，使用温控KTP晶体倍频,倍频效率可达到50%，输出0.53 mm绿光单脉冲能量210 mJ。测试了0.53 mm激光在不同重复频率时的光束质量，在500 Hz重复频率时，测试得到M²<4。