杨丽颖， 李嘉强， 张金玉， 徐晓明， 曹 剑

(核工业理化工程研究院， 天津 300180)

半导体激光泵浦复合晶体固体激光器的热效应

杨丽颖*， 李嘉强， 张金玉， 徐晓明， 曹 剑

(核工业理化工程研究院， 天津 300180)

为了验证复合晶体使用到半导体泵浦的固体激光器中与非复合晶体的区别，提高半导体泵浦的固体激光器的工作效率，开展了半导体激光泵浦YAP/Tm∶YAP复合晶体固体激光器的热效应的验证实验。采用有限元分析法，模拟了晶体温度及热应力的分布，并分析了热透镜长度的变化情况。结果发现，与非复合晶体相比，复合晶体的温度和热应力均有不同程度的下降，复合晶体工作时的最高温度降至其80%，热应力降至其70%。同时也验证了热透镜焦距不随非掺杂晶体长度的增大而改变，这也意味着复合晶体不能有效提高复合激光的光束质量，但是可以确保输出激光光束质量的稳定性。因此可以证实，使用复合晶体能够有效改善激光器的温度和力学特性，但不能优化固体激光器的光束质量。

复合晶体； 热效应； 半导体泵浦固体激光器； 有限元分析

1 引 言

半导体激光泵浦固体激光器(DPSSL)的热效应一直是影响其输出功率、光束质量和可靠性等工作特性的重要因素[1-7]。一方面，随着激光晶体温度的升高，荧光光谱的谱线宽度会逐渐展宽且量子效率显著下降，最终将导致泵浦阈值升高，转换效率下降；另一方面，温度梯度所产生的热应力和热透镜效应将会严重影响DPSSL的稳定性和光束质量。……