1、LD泵浦的全固態(tài)激光器(Laser diode pumped solid-state laser)具有效率高、壽命長(zhǎng)、工作穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)緊湊、可全固化等優(yōu)點(diǎn)，是近年來(lái)國(guó)際上發(fā)展最快、最有潛力的激光器之一。在國(guó)防、軍事、科研、光通訊、材料加工、醫(yī)療衛(wèi)生、光電子產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。但是，激光的工作物質(zhì)吸收泵浦能量后會(huì)在激光晶體內(nèi)產(chǎn)生不均勻的溫度梯度，引起端面形變，并和熱效應(yīng)引起的激光晶體折射率的變化共同作用，產(chǎn)生熱透鏡效應(yīng)，嚴(yán)重影響了激光

2、光束的質(zhì)量和激光效率的提高，給激光器的設(shè)計(jì)和應(yīng)用帶來(lái)了相當(dāng)大的阻礙。所以，抑制和消除激光晶體的熱效應(yīng)就成為全固態(tài)激光器研究中的關(guān)鍵因素之一。本文以Yb:YAG晶體為例，通過(guò)建立激光晶體熱傳導(dǎo)模型，求解泊松方程，得到不同 Yb3+離子摻雜濃度的Yb:YAG晶體內(nèi)溫度場(chǎng)分布及由此引起的光程差和熱焦距，并求出在不同泵浦半徑下的端面溫度分布。研究結(jié)果表明:隨著 Yb3+離子摻雜濃度增加，Yb:YAG晶體端面中心溫度升高，晶體中心軸溫度衰減加快，

3、熱焦距則越小。而隨著泵浦光斑半徑的增大，晶體端面中心溫度降低。
　　由于激光晶體類型廣泛，熱效應(yīng)的計(jì)算過(guò)程比較繁瑣，計(jì)算熱效應(yīng)的程序和方法非常的混雜，一直以來(lái)都沒(méi)有統(tǒng)一的要求或者規(guī)則。在計(jì)算、科研過(guò)程中難免會(huì)給使用者造成不必要的困擾，浪費(fèi)大量寶貴的時(shí)間和精力，大大的降低了科研的效率。而且以往的計(jì)算都沒(méi)有考慮晶體周邊與冷卻液之間的對(duì)流傳熱，這就大大影響了計(jì)算的精確度，對(duì)于激光器的穩(wěn)定性非常的不利。在此，我們將更全面考慮影響晶體熱效應(yīng)

4、的因素，并利用計(jì)算機(jī)混編語(yǔ)言建立一個(gè)以界面的形式測(cè)算激光晶體熱效應(yīng)的軟件系統(tǒng)，為激光晶體的使用和科研提供一個(gè)更便捷方法。
　　其主要內(nèi)容如下:
　　1.對(duì)全固體激光器的發(fā)展歷史進(jìn)行了回顧；分析了全固態(tài)激光器的主要特性；介紹了激光晶體熱效應(yīng)的產(chǎn)生原因及不良影響。
　　2.根據(jù)激光晶體熱效應(yīng)的基本理論，建立了熱效應(yīng)的理論模型；介紹了幾種常用的計(jì)算方法；找到了抑制和消除激光晶體熱效應(yīng)的不同因素。
　　3.建立了矩形截面

5、 Yb:YAG晶體的熱模型，通過(guò)求解熱傳導(dǎo) Possion方程，得到了不同 Yb3+離子摻雜濃度的Yb:YAG晶體內(nèi)溫度場(chǎng)分布以及由此引起的光程差和熱焦距，并求出在不同泵浦半徑下的端面溫度分布。當(dāng)泵浦功率為10W、泵浦光斑半徑為320?m，Yb3+摻雜濃度分別為5at。％、10at。％、20at％時(shí)，Yb:YAG晶體端面最高溫度分別為67.7℃、147.8℃、247.7℃，即 Yb3+摻雜濃度越高，晶體端面中心溫度越高，熱透鏡效應(yīng)越嚴(yán)重