碟片激光器的原理及其系統(tǒng)與器件的描述

　　碟片激光器（Disk Laser），又稱圓盤激光器，它與傳統(tǒng)的固體激光器的本質(zhì)區(qū)別在于激光工作物質(zhì)的形狀。將傳統(tǒng)的固體激光器的棒狀晶體改為碟片晶體，這一創(chuàng)新理念將固體激光器推向了一個(gè)新時(shí)代。碟片激光器以其極佳的光束質(zhì)量和轉(zhuǎn)換效率在工業(yè)制造業(yè)中得到了日益廣泛的應(yīng)用。

　　激光器設(shè)計(jì)過(guò)程的一個(gè)重要問(wèn)題是激光工作物質(zhì)的冷卻，冷卻效果直接關(guān)系到激光器的質(zhì)量。如圖1所示，由于傳統(tǒng)的棒狀激光晶體只能側(cè)面冷卻，即冷卻須通過(guò)晶體棒的徑向熱傳導(dǎo)來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此棒內(nèi)溫度呈拋物線形型分布，導(dǎo)致在棒內(nèi)形成所謂的熱透鏡。這種熱透鏡效應(yīng)會(huì)嚴(yán)重影響激光束的質(zhì)量，并隨抽運(yùn)功率的變化而變化。抽運(yùn)功率越大，熱透鏡效應(yīng)越大，

　　熱透鏡的焦距越短，激光甚至可能由穩(wěn)態(tài)變?yōu)榉欠€(wěn)態(tài)，從而嚴(yán)重限制了固體激光器向高功率方向的發(fā)展。

　　圖一 激光工作晶體

　　碟片激光晶體的厚度只有200μ m左右，抽運(yùn)光從正面射入，而冷卻在晶體的背面實(shí)現(xiàn)。因?yàn)榫w很薄，徑厚比很大，因此可以得到及時(shí)有效的冷卻，這種一維的熱傳導(dǎo)使得晶體內(nèi)的溫度分布非常均勻，因此碟片激光晶體從根本上解決了上述熱透鏡問(wèn)題，大大改善了激光束質(zhì)量、轉(zhuǎn)換效率及功率穩(wěn)定性。