高功率紧凑型Tm:YAG激光实验装置 - 结构设计与性能特点

高功率紧凑型Tm:YAG激光实验装置如图1所示，主要由一个三向侧面抽运结构的激光模块和两个平面镜组成。Tm:YAG晶体棒的尺寸为φ3 mm×74mm，晶体的掺杂区域仅有36mm，Tm3+的掺杂原子数分数为3%。为了减少重吸收损耗的热效应，棒两端键合有19mm未掺杂的YAG。晶体棒端面均镀有2020nm增透膜，以提高透过率。晶体棒被安装在内径为4.5mm，厚度为1mm的石英管中。

激光模块中，三个LD Bar条（Focus Light, 美国）呈120°中心对称分布，每个Bar条的最大抽运功率均为220W，并且与晶体棒轴线的距离为6mm。LD Bar条的中心波长为780nm，对应于Tm:YAG较宽的吸收带，因此，随着驱动电流的增加，晶体的吸收系数变化较小，晶体棒内抽运光仍可以保持均匀分布，从而最大限度地利用增益介质体积。此系统采用了单通道水冷的结构设计，利用一个水冷机同时对LD Bar条和Tm:YAG晶体进行冷却。实验中LD Bar条和晶体棒的冷却水流量分别为4.5L/min和6.5L/min。

腔镜M1镀有2020nm高反膜，M2为耦合输出镜，实验中选择的输出透过率为7.8%，总腔长为88m。