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近些年来,在激光谐振腔内通过光波之间的相互作用形成干涉场,构成全息光栅,并产生相位共轭激光输出,成为一个非常具有吸引力的研究领域。基于全息光栅的自适应激光器,可减小大功率二极管泵浦固体激光器因温度发布不均引起的热畸变,维持高输出功率和光束质量,论文对全息光栅的理论、互易式自适应激光器的结构设计、互易式自适应激光器的实验展开研究。 在全息光栅的理论研究上,从非互易式自适应激光器中形成的增益光栅的物理机制入手,对透射增益光栅和反射增益光栅大于1的衍射效率进行分析,进而对饱和增益介质中的简并四波混频横向二维特性进行分析。在二维特性分析中以一维模型为参考,研究相位共轭反射率的相关因素。由于互易式谐振腔中形成的全息光栅比较复杂,至今仍存在争议,现以Nd∶YAG与反射镜形成互易式谐振腔自适应激光器作为例子,描述了激光谐振腔中由粒子数反转形成全息光栅的总体思想。 针对互易式自适应激光器的结构设计,论文对激光器结构、增益介质、泵浦源及冷却方式等进行了选择和设计。将Nd∶ YAG晶体与Nd∶YVO4晶体进行对比,选取了Nd∶YVO4晶体作为增益介质。对板条激光器的增益进行了研究,研究表明增大填充因子、提高泵浦吸收效率、匹配泵浦光能够获得高的能量提取效率。研究采用传导冷却封装的半导体Bar条,泵浦偏振方向沿快轴方向。采用上下大面冷却的方式,有效加大冷却面积,实现有效散热,减少增益介质中热沉积,提高光束质量。 在互易式自适应激光器的实验研究中,通过实验测量了半导体侧面泵浦开环互易式全息光栅Nd∶YVO4板条激光器的输出特性,获得输出功率及光光转换效率的变化规律,并对易式自适应激光器的整体性能进行测试和分析。在与掠入射激光振荡器进行比较研究中发现,互易式全息光栅激光谐振腔中所形成的光栅具有模式选择特性,具有一定的调制深度,能够获得基横模输出,并明显减小纵模带宽和纵模数量。