设计了一种LD阵列泵浦的铒镱共掺磷酸盐玻璃(Er,Yb∶glass)板条放大器,通过多次折叠反射结构来提高能量提取效率,实现1.5 μm波段较大能量的激光输出,激光放大增益可达35.29倍。基于稳态热传导理论,对所设计的Er,Yb∶glass板条放大器进行了热效应分析,建立了热力耦合模型,采用有限元方法比较不同参数条件下板条介质的热力学特性。结果表明通过提高板条宽厚比和减小泵浦光功率密度可以有效缓解热效应,在此基础上提出了一种补偿波前畸变的方法。

在大口径片状放大器系统中，非对称泵浦导致经过增益介质的激光束发生动态漂移。研究了泵浦场对称性(用钕玻璃长度方向中心左右两侧的泵浦能量比值表征)对光束动态漂移的影响，建立了理论模型并开展了实验研究。实验结果表明，当增益介质泵浦场的对称性约为1.038∶1时，泵浦致光束的动态波前倾斜值约为0.98λ(波长为1053 nm的激光经过六张钕玻璃片后的累积波前畸变量，λ=1053 nm)，375 mm光束口径下激光单次经过单钕玻璃片的动态漂移角度约为0.32 μrad，与理论模型吻合较好。激光装置全链路的分析结果表明，在基于反转器的四程放大构型中，累积的动态波前倾斜峰谷值约为2.78λ，漂移比例(漂移量与30倍衍射极限下的小孔直径的比值)约为2.14%。

针对高功率大口径Nd∶YAG板条放大器自发辐射放大(ASE)的问题,基于几何光学光线追迹手段,提出了一种简化的ASE三维计算模型,修正了荧光侧面的漫反射情况以及受激发射截面温度效应引入的计算误差。通过数值仿真确定了大口径板条(尺寸为150.2 mm×40.0 mm×2.5 mm)各个表面上的荧光反射对ASE效应的贡献权重,计算了不同泵浦功率下小信号的增益情况。通过板条放大实验分析了ASE效应对板条放大性能的影响,并与模拟结果进行对比,验证了计算模型的有效性。

报道了一种结构简单紧凑的高峰值功率抽运单级双通掠入射Nd:YVO4板条放大器。为了抑制高峰值功率抽运时的放大自发辐射(Amplified spontaneous emission, ASE), 板条晶体上下表面镀锗处理, 并设计了掠入射全反射中心点与抽运区域中心点不重叠的双通放大光路。采用该放大器对重复频率200 Hz, 单脉冲能量10 μJ, 脉冲宽度24 ns的种子光进行放大, 在最大抽运能量35 mJ时, 获得了单脉冲能量2.7 mJ, 脉冲宽度24.3 ns, 光束质量因子M2约1.2的激光输出, 能量提取效率7.7%。