[发明专利]一种测量激光增益晶体内激发态吸收热负荷的装置和方法

权利要求书

1.一种测量激光增益晶体内激发态吸收热负荷的方法，所述方法采用一种测量激光增益晶体内激发态吸收热负荷的装置，所述装置包括：单频激光器、功率计、分光镜、F-P腔、光电探测器、示波器、信号发生器和高压放大器；其中，所述分光镜、所述F-P腔、所述光电探测器、所述示波器、所述信号发生器和高压放大器依次连接；所述单频激光器的输出振荡光经所述分光镜后注入到所述功率计中，透过所述分光镜的一部分的振荡光注入到所述F-P腔中，经所述光电探测器转化为电信号，将所述光电探测器输出的电信号输入到所述示波器，所述示波器用于记录不同注入功率下所述单频激光器的单频特性；所述示波器与所述信号发生器连接，所述信号发生器用于产生低频扫描信号，所述低频扫描信号经所述高压放大器放大后加载在粘连于所述F-P腔内的压电陶瓷上，其特征在于，包括：

获取单频激光器对应的降低泵浦功率时的无光泵浦阈值及单频激光器的最佳泵浦点功率；

获取所述单频激光器的腔型参数；

根据子午面的热透镜焦距公式和弧矢面的热透镜焦距公式，得到单频激光器内部的激光增益晶体子午面的热透镜焦距和弧矢面的热透镜焦距；

根据所述子午面的热透镜焦距、所述弧矢面的热透镜焦距和所述单频激光器的腔型参数得到所述激光增益晶体在子午面的输出矩阵和所述激光增益晶体在弧矢面的输出矩阵；

将所述降低泵浦功率时的无光泵浦阈值和所述单频激光器的腔型参数，代入所述激光增益晶体在子午面的输出矩阵、所述激光增益晶体在弧矢面的输出矩阵及激光器处于稳区时满足的条件，得到无光阈值处对应的热负荷；

根据所述无光阈值处对应的热负荷，得到激发态吸收热负荷；

将所述单频激光器的最佳泵浦点功率和所述单频激光器的腔型参数，代入激光增益晶体在子午面的输出矩阵、所述激光增益晶体在弧矢面的输出矩阵及激光器在最佳泵浦点处子午面、弧矢面的光斑应满足的条件，得到最佳泵浦点对应的激发态吸收热负荷；

所述根据所述无光阈值处对应的热负荷，得到激发态吸收热负荷，具体包括：

当所述单频激光器在子午面和弧矢面同时处于稳区时，根据所述无光阈值处对应的热负荷采用公式得到激发态吸收热负荷ξ_ESA；

其中，λ_P为泵浦光的波长，λ_l为出光后的振荡光波长，ξ_ESA为激发态吸收热负荷，ξ_lasing为出光后的热负荷。

2.根据权利要求1所述的测量激光增益晶体内激发态吸收热负荷的方法，其特征在于，所述获取单频激光器对应的降低泵浦功率时的无光泵浦阈值及单频激光器的最佳泵浦点功率，具体包括：

增加和降低所述单频激光器的泵浦光功率，利用功率计记录所述单频激光器的不同注入泵浦功率情况下对应的激光输出功率；

获取单频信息；

根据所述激光输出功率和所述单频信息，得到单频激光器对应的降低泵浦功率时的无光泵浦阈值及单频激光器的最佳泵浦点功率。

3.根据权利要求1所述的测量激光增益晶体内激发态吸收热负荷的方法，其特征在于，所述根据子午面的热透镜焦距公式和弧矢面的热透镜焦距公式，得到单频激光器内部的激光增益晶体子午面的热透镜焦距和弧矢面的热透镜焦距，具体包括：

根据所述激光增益晶体在子午面的热透镜公式得到激光增益晶体子午面的热透镜焦距f_t(thermal)；

根据所述激光增益晶体在弧矢面的热透镜公式得到激光增益晶体弧矢面的热透镜焦距；

其中，K_‖c、K_⊥c分别为平行、垂直于激光增益晶体的热导率，ω_p为泵浦光在激光晶体处的腰斑大小，ξ为热负荷，P_P为注入激光晶体内的泵浦功率大小，为激光晶体的热光系数，α为激光晶体对泵浦光的吸收系数，l为激光增益晶体掺杂部分的有效长度，f_t(thermal)为激光增益晶体子午面的热透镜焦距，f_s(thermal)为激光增益晶体弧矢面的热透镜焦距。