为满足特殊环境下激光系统对轻量化结构与高能量脉冲输出的双重需求,本研究设计并实现了一种采用高温半导体激光器阵列(Laser Diode Arrays, LDAs)侧面泵浦Zigzag Nd:YAG晶体的无水冷高能脉冲激光系统。振荡光在晶体内呈现”Zigzag”路径以增加增益长度,LDAs分别对两个晶体采用轴对称式泵浦,以改善增益分布均匀性。通过隔热材料实现Nd:YAG晶体与LDAs的热隔离,并分别采用半导体制冷器(Thermoelectric Cooler, TEC)与强制风冷对Nd:YAG晶体和LDAs进行独立温控,确保热管理的稳定性与高效性。磷酸二氘钾晶体(Potassium Dideuterium Phosphate, DKDP)作为电光调Q晶体。在不使用水冷、重复频率为100 Hz(占空比为2.5%)的条件下,实现了129.2 mJ的脉冲激光输出,脉冲宽度为9.0 ns,对应的光-光转换效率为9.6%,斜效率为13.1%,输出能量稳定性优于2.26%。并在150 Hz重复频率下取得了87.6 mJ的能量输出。该激光系统为激光测距、激光照射等领域提供了一种环境适应性强、结构紧凑的新型光源解决方案。
Zhao et al. (Thu,) studied this question.