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碟片激光器的原理及其系统与器件的描述
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2017-11-03
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碟片激光器（Disk Laser），又称圆盘激光器，它与传统的固体激光器的本质区别在于激光工作物质的形状。将传统的固体激光器的棒状晶体改为碟片晶体，这一创新理念将固体激光器推向了一个新时代。碟片激光器以其极佳的光束质量和转换效率在工业制造业中得到了日益广泛的应用。
激光器设计过程的一个重要问题是激光工作物质的冷却，冷却效果直接关系到激光器的质量。如图1所示，由于传统的棒状激光晶体只能侧面冷却，即冷却须通过晶体棒的径向热传导来实现，因此棒内温度呈抛物线形型分布，导致在棒内形成所谓的热透镜。这种热透镜效应会严重影响激光束的质量，并随抽运功率的变化而变化。抽运功率越大，热透镜效应越大，
热透镜的焦距越短，激光甚至可能由稳态变为非稳态，从而严重限制了固体激光器向高功率方向的发展。
图一 激光工作晶体
碟片激光晶体的厚度只有200μ m左右，抽运光从正面射入，而冷却在晶体的背面实现。因为晶体很薄，径厚比很大，因此可以得到及时有效的冷却，这种一维的热传导使得晶体内的温度分布非常均匀，因此碟片激光晶体从根本上解决了上述热透镜问题，大大改善了激光束质量、转换效率及功率稳定性。
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