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設計了一種新型的釹玻璃激光器諧振腔以滿足激光器高穩定性及高強度激光輸出的要求。該激光器利用角錐棱鏡陣列作為諧振腔后腔鏡,平面鏡作輸出鏡,大尺寸釹玻璃棒作激光工作物質。對激光器進行了實驗研究,實驗中獲得了能量大于450 J的1.06μm激光輸出,發散角為0.6 mrad左右,電-光效率為2.1%。實驗中采集到的光斑不是一系列振幅(強度)相等的小光斑,而是中間有一個巨峰,在其周圍分布著一系列振幅(強度)小得多的次峰。對實驗結果進行了解釋與討論,提出了利用角錐棱鏡陣列進行激光束相干合成的設想。
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為了將虛共焦非穩腔輸出光束質量高和角錐棱鏡諧振腔具有免調試的優點結合到一起,提出了用球面角錐棱鏡構成虛共焦非穩腔的方案。利用已有虛共焦非穩腔釹玻璃激光器,設計加工了一球面角錐棱鏡非穩腔釹玻璃激光器。模擬計算了兩諧振腔輸出光束的模式分布,然后對兩釹玻璃激光器進行了實驗對比研究。結果表明:實驗得到的模式分布與模擬計算結果相吻合,球面角錐棱鏡非穩腔釹玻璃激光器與虛共焦非穩腔釹玻璃激光器分別獲得了最大2176.9J和2340.6J的能量輸出,二者的電光效率與束散基本相同,分別為4.3%,0.30mrad和4.6%,0.26mrad。
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