怎樣去改善固體激光器的熱效應(yīng)呢？

固體激光器可作大能量和高功率相干光源。固體激光器運(yùn)用Q開(kāi)關(guān)技術(shù)，可以得到納秒至百納秒級(jí)的短脈沖，采用鎖模技術(shù)可得到皮秒至百皮秒量級(jí)的超短脈沖。

固體激光器在軍事、加工、醫(yī)療和科學(xué)研究領(lǐng)域有廣泛的用途。它常用于測(cè)距、跟蹤、制導(dǎo)、打孔、切割和焊接、半導(dǎo)體材料退火、電子器件微加工、大氣檢測(cè)、光譜研究、外科和眼科手術(shù)、等離子體診斷、脈沖全息照相以及激光核聚變等方面。固體激光器還用作可調(diào)諧染料激光器的激勵(lì)源。

固體激光器的發(fā)展趨勢(shì)是材料和器件的多樣化，包括尋求新波長(zhǎng)和工作波長(zhǎng)可調(diào)諧的新工作物質(zhì)，提高激光器的轉(zhuǎn)換效率，增大輸出功率，改善光束質(zhì)量，壓縮脈沖寬度，提高可靠性和延長(zhǎng)工作壽命等。

對(duì)于固體激光器熱效應(yīng)的改善方式主要有三個(gè)方面

1，優(yōu)化激光晶體。激光晶體的形狀一般包括圓棒、薄片、光纖、板條等。板條狀激光晶體散熱面積大；光纖狀激光器主要特點(diǎn)是纖細(xì)且長(zhǎng)，表面積與體積的比值很大；薄片激光器僅有微米級(jí)的厚度，但安裝時(shí)的受力的影響相對(duì)大一些；圓棒狀激光器散熱面積也很大，受到的機(jī)械應(yīng)力影響會(huì)小一些。更換激光晶體的摻雜濃度以及摻雜離子。另外，還可以優(yōu)化晶體的摻雜離子和濃度，從根本上改變晶體對(duì)泵浦光的由于吸收和轉(zhuǎn)換導(dǎo)致的熱量損失。

2，通過(guò)選擇可行而且引入不良影響最小化的方式將熱耗導(dǎo)出。從散熱設(shè)計(jì)的角度，浸入式液體冷卻和氣體冷卻在不同場(chǎng)景散熱效果不同，并且水冷系統(tǒng)的材質(zhì)，比如銅、鋁等導(dǎo)熱系數(shù)不同，產(chǎn)生的散熱效果也是有差異的。使用合適的冷卻或者散熱方式，能夠讓晶體表面的溫度分配更加平穩(wěn)和全面。

3，改善泵浦光的泵浦方式，從源頭上降低熱效應(yīng)的產(chǎn)生，側(cè)面泵浦、角泵浦、面泵浦和端面泵浦四種泵浦方式是比較常見(jiàn)的。端面泵浦的耦合效率高，光光轉(zhuǎn)化效率高，介質(zhì)內(nèi)容易實(shí)現(xiàn)泵浦光和振蕩光的光強(qiáng)匹配，獲得良好的光束質(zhì)量，且冷卻方式較為便攜。側(cè)面泵浦能夠保證較好的均勻性，有利于功率放大。角泵浦則結(jié)合了以上兩種泵浦方式的優(yōu)點(diǎn)。

審核編輯：劉清