高效率基模模式匹配侧面泵浦结构设计与试验研究

在星载传导冷却侧面泵浦棒状固体激光器中,由于激光晶体的侧面需考虑传导散热,不能被均匀泵浦,因此,存在基模模式匹配程度不佳、吸收效率不高的问题,从而影响了光束质量的提高。为了实现高光束质量激光输出,设计了基于光锥多次反射整形的三向泵浦结构,综合考虑基模高斯模式匹配程度与吸收效率,提出了泵浦质量(quality,以下同)因子概念,对不同泵浦结构参数下的泵浦质量进行了量化评价;进而对泵浦结构参数进行了优化,实现了增益介质内泵浦光切向分布的匀化、径向分布与基模高斯线型的匹配,以及增益介质对泵浦光的高效率吸收;通过试验测定了荧光分布,并与仿真结果进行了量化比对;在此基础上,搭建了激光器的试验样机,得到了光束质量较为优异的激光输出,证明了该泵浦结构对光束质量具有较好的改善作用。