吴　羽, 龙晓莉, 焦中兴, 何广源, 张　倩

(1.广州大学 实验中心, 广州 510006； 2.中山大学 理工学院 光电材料与技术国家重点实验室, 广州 510275)

文章编号：1001-3806(2015)03-0377-04

热透镜效应补偿的高功率Nd∶YAG激光器的优化设计

吴羽1, 龙晓莉1, 焦中兴2, 何广源2, 张倩1

(1.广州大学 实验中心, 广州 510006； 2.中山大学 理工学院 光电材料与技术国家重点实验室, 广州 510275)

摘要：为了获得高功率、高光束质量的1064nm激光，采用凹透镜作为补偿透镜来补偿激光棒的热透镜效应。对补偿透镜的选取进行理论分析，并使用所设计的包含补偿透镜的平平谐振腔Nd∶YAG激光器进行了实验验证。在实验中，使用焦距为250mm的凹透镜、透过率为30%的输出耦合镜，获得了55W的高功率、高光束质量的1064nm激光输出。结果表明，此项研究对高功率、高光束质量激光器谐振腔的设计是有帮助的。

关键词：激光器;Nd∶YAG激光器;热透镜效应;光束质量;谐振腔

中图分类号：TN248.1

文献标志码：A

doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.03.021

Optimal design of high power Nd∶YAG laser based on

compensation of thermal lens effect

WUYu1,LONGXiaoli1,JIAOZhongxing2,HEGuangyuan2,ZHANGQian1

(1.Laboratory Center, Guangzhou University, Guangzhou 510006, China; 2. State Key Laboratory of Optoelectronic Materials and Technologies, School of Physics and Engineering, SUN Yat-sen University, Guangzhou 510275, China)

Abstract：In order to obtain 1064nm laser with high power and high beam quality, a laser resonator was designed to solve thermal lens effect with a concave lens as compensation lens. The selection of the compensation lens was analyzed. A Nd∶YAG laser with a compensation lens and a plano-plano cavity was verified in the experiment. High beam quality 55W 1064nm laser was obtained when the focal length of the concave lens was 250mm and the transmittance of the output mirror was 30%. This research is helpful to the design of laser resonators with high power and beam quality.

Key words:lasers； Nd∶YAG laser； thermal lens effect； beam quality； resonator

E-mail:wuyu8320@163.com

引言

二极管抽运Nd∶YAG激光器由于具有高功率、高效率、成本低廉、寿命长等优点，已经被广泛应用于工业生产、科学研究、医疗诊断、环境监测等领域。随着激光应用的发展，人们对固体激光器的输出功率、光束质量、稳定性等方面的要求逐渐提高。热透镜效应作为影响固体激光器性能的关键因素之一，在谐振腔设计中已经得到广泛关注[1-6]。为了获得高功率、高光束质量的激光输出，必须采取一定的措施对激光棒的热透镜效应进行补偿。作者以1064nm Nd∶YAG激光器为研究对象，采用He-Ne激光探测法测量了热透镜焦距，并根据测量到的参量，对Nd∶YAG激光器进行了谐振腔的优化设计，选择合适的补偿透镜对激光棒的热透镜效应进行了补偿。……