双波长LD泵浦Nd 3+∶YAG免温控被动调Q激光器的研究

来源：激光与红外杂志2024年第5期北京时间：

作者：吴航

单位：中国电子科技集团公司第二十七研究所,河南 郑州 450047；

摘要：传统的固体激光器体积、重量大,功耗高,限制了其在空间受限设备中的应用。被动调Q的LD泵浦免温控固体激光器省去了复杂的温度控制装置,调Q机构简单,能够满足复杂温度环境的特殊应用场景的小型化、低功耗要求。提出了基于双波长LD泵浦实现宽温度范围免温控阈值自适应的106μm激光脉冲输出方法。基于Nd∶YAG晶体设计了角锥棱镜谐振腔,仿真分析了LD泵浦源到激光棒的面心距对热负载的影响,并确定4mm的最佳面心距。数值分析了相同泵浦功率下-40～60℃温度范围内激光静态能量输出变化,以及不同初始透过率的可饱和吸收体对激光阈值脉宽的影响。计算结果表明在-37℃～60℃范围内,阈值脉宽都在200 μs以下,阈值脉宽最低点达到了294 μs。构建主波实时探测的阈值自适应调节装置并搭建实验系统,实验结果表明,在温度范围为-35～60℃时,阈值脉宽变化范围为40～180 μs。采用激光腔体一体加工成型,应用轻量化的铝合金材料,实现工程化应用,体积835mm×44mm×295mm,重量约为230 g。在238初始透过率的饱和吸收体条件下实现单脉冲输出能量42mJ,脉冲宽度52ns。

关键词：被动调Q;Nd∶YAG激光器;免温控;双波长泵浦;调Q阈值