热透镜效应对Er3+,Yb3+∶glass激光器输出能量的影响

通过实验和理论相结合的方式,从热透镜效应角度研究了Er3+,Yb3+∶glass在激光二极管(LD)端面抽运条件下的激光输出能量,建立起LD抽运重复频率、Er3+,Yb3+∶glass热光系数与空腔运转斜率效率、调Q输出脉冲能量之间的关系.采用平凹腔结构,并以Co2+∶MgAl2O4作为调Q开关,设计了LD端面抽运被动调Q激光器,实验结果发现,当热焦距大于前腔面光斑半径最小值对应的热焦距时,空腔运转斜率效率与材料的热光系数呈负相关,调Q输出脉冲能量与热光系数及抽运重复频率均呈负相关.基于理论研究,通过热焦距公式、稳定谐振腔的矩阵计算法以及被动调Q的速率方程进行数值模拟,解释并验证上述实验现象.结果 显示,可通过降低抽运重复频率和选择低热光系数的Er3+,Yb3+∶glass等方式降低热透镜效应实现高脉冲能量的输出.