提出了定量表征激光棒内吸收抽运光分布均匀性特征参量——吸收抽运光分布均方根偏差相对值, 利用该参量以及自行编制的光线追迹程序, 定量分析了五向侧面抽运Nd∶YAG模块内吸收抽运光分布均匀性及耦合吸收效率随激光二极管(LD)Bar条与Nd∶YAG棒表面间距的变化规律, 确定了侧面抽运模块优化结构参数; 在此基础上研制了抽运频率为100 Hz, 占空比为2%的侧面抽运Nd∶YAG模块, 其808 nm最大平均抽运功率为200 W, 1064 nm短腔最大输出功率为95 W, 光-光转换效率为47.5%。

为便于评价两种光场空间分布之间的偏离程度，引入一个数学参数δ进行研究。将该参数应用到谐振腔内分析了抽运光空间分布对基模振荡光光束质量的影响。这种影响主要表现为：若抽运光在激光介质中引起非均匀的增益分布，基模振荡光将偏离高斯分布。利用δ参数对这种影响的程度进行了定量估算。定量研究表明：δ参数可以直观地反映泵浦光分布对激光器光束质量的影响程度，而且在激光器的设计中δ参数的大小可衡量泵浦光分布的优劣。对于端面泵浦二极管泵浦固体激光器(DPL)，稳恒运转下最理想的抽运光分布形式是高斯型抽运光，其半径等于谐振腔的基模高斯振荡光半径。

提出了一种易于实现、高空间精度、实时测量激光端面抽运固体激光器端面热形变的干涉测量方法。在一块热效应非常小的光学玻璃与晶体的抽运面之间形成空气劈尖,利用参考光扫描晶体端面准确地测出了激光二极管(LD)端面抽运固体激光器中晶体的端面热形变。抽运功率为12 W,抽运半径为0.5 μm,抽运光束位于晶体端面中心时,晶体的伸长形变为0.645 μm,鼓出形变量为0.259 μm,总形变量为0.904 μm。鼓出形变小于伸长形变,且表面凸起形变总是叠加在轴向伸长形变之上。研究表明表面凸起形变部分较为平坦且占据端面中心大部分区域,并发现热沉的侧面导热情况决定了晶体的伸长形变量。

The three-dimensional (3D) pump intensity distribution in medium of the laser diode (LD) pumped high average power heat capacity laser is simulated by the ray tracing method, and the divergence characteristics of fast axis and slow axis of LD are simultaneously considered. The transient 3D temperature and stress distributions are also simulated by the finite element method (FEM) with considering the uneven heat source distribution in medium. A LD face-pumped Nd:GGG heat capacity laser is designed. The average output power is 1.49 kW with an optical-optical efficiency of 24.1%.