高斯非稳腔参数优化及激光输出特性研究

为提升LD侧面泵浦固体激光器的光束质量，实现高功率、高光束质量激光输出，研究了高斯镜非稳腔激光器。采用边界有限元法分析了谐振腔腔长、高斯镜膜斑半径及曲率半径参数变化对于高阶模的抑制效果；利用模式损耗差泛函理论分析了高斯镜膜斑半径模式匹配范围及最优参数区间；通过建立输出功率模型，讨论了补偿损耗功率的最佳中心透过率理论值。基于理论仿真结果对激光器结构参数进行优化，分别测量了在不同高斯输出镜下输出光束的模式分布及光束质量。在谐振腔长为400mm、泵浦电流为7.3A、重复频率为100Hz的实验条件下，采用膜斑半径为3mm、曲率半径为1.5m、中心透过率为17%的高斯输出镜，获得光束质量Mx2=2.09、My2=2.20的1064nm高光束质量激光输出。