书书书
第
29
卷
第
12
期
光
学
学
报
Vol.29
,
No.12
2009
年
12
月
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2009
文章编号:
02532239
(
2009
)
12341306
纵向抽运液体激光介质热效应研究
王墨戈
许晓军
陆启生
(国防科学技术大学光电科学与工程学院 定向能技术研究所,湖南 长沙
410073
)
摘要
大的热折射率系数和热膨胀系数使得染料激 光介 质的 热 效应 远大 于 固体 激光 介 质。 对抽 运时 间 内增 益区
液体介质的热效应进行研究,可以为更高功率液体激光器的设计研制和光束质量 控制提 供参 考。 根据流 动液 体能
量方程,在抽运光功率由
5.9 W
增加至
12.4 W
时,理论计算了纵向抽运时间尺度 染料 激光器 增益 区温度 场分 布,
并给出了由温度梯度而引起的信标光波前畸变。信标光的斯特雷尔比由
0.9133
下降至
0.6174
。应用 波前曲 率传
感原理
,实验测量了染料激光介质罗丹明
6G
(
Rh6G
)乙醇溶液的热效应,采用理论计算相同的抽运功 率条 件下,增
益区内参考光的斯特雷尔比由
0.9464
下降至
0.4883
,光束质量下降明显。
关键词
激光技术;热效应;液体激光介质;光束质量
中图分类号
TN248.3
文献标识码
A
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:
10.3788
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收稿日期:
20081222
;收到修改稿日期:
20090319
作者简介:王墨戈(
1979
—),男,博士研究生,主要从事液体激光技术方面的研究。
Email
:
kow79
@
sina.com
导师简介:陆启生(
1942
—),男,教授,博士生导师,主要从事激光与物质相互作用、非线性光学等方面的研究。
Email
:
lu
q
shen
g
@
p
ublic.cs.hn.cn
1
引
言
热 效 应 是 制 约 高 能 激 光 器 发 展 的 重 要 因 素 之
一。随着具有高效率和高光谱匹配的二极管激光阵
列的应用,液体介质的循 环 结构以及 增 益区结构 的
合理设计
[
1
]
,液 体 激 光 器 的 热 效 应 已 经 大 大 降 低。
其低廉的成本和较高的系统集成度吸引了科研人员
的注意
[
2
~
7
]
,美 国 利 弗 莫 尔 实 验 室 (
LLNL
)千 瓦 级
染料激光 器
[
2
]
的成功研制,显示 了液体激光 器在高
能激 光领域的发 展潜力
。美 国于
2003
年计划研制
一套高能 液 体 激 光 区 域 防 御 系 统
[
3
]
(
HELLADS
),
LLNL
已经设计了二极管激光抽运的
20kW
掺
Nd
的无机溶液激光器
[
4
]
,并申请专利,但未见后续具体
实验报道
。李 密 等
[
5
~
6
]
数 值 模 拟 了 横 向 抽 运 时 单
双模块的液体激光 系统的性 能,认为通 过 适当的液
体吸收系数和液体 流速的选 择,双模块 液 体激光系
统具有较好的输出特性,但未进行实验研究。