激光增益材料的光诱导损伤特性分析

通过激光放大器获得高功率的激光输出时，增益材料的损伤特性决定了激光器的使用寿命。以激光二极管（LD）端面泵浦的单片钕玻璃激光放大器为例，对泵浦过程增益材料内部的光场特性和热效应引起的端面应变进行了研究。结合电子增殖理论，建立了一个激光增益材料场致损伤特性分析模型。研究了增益材料内部的雪崩电离速率和多光子电离速率的变化规律，并根据临界自由电子数密度确定了材料发生损伤的具体位置。研究结果表明，激光增益材料发生损伤的位置受到信号光初始光强值、脉冲宽度和泵浦光功率密度影响。当初始光场能量一定，脉冲宽度从10 ns增加到13 ns时，损伤点向入射端方向移动大约14 mm。泵浦光功率密度越大，端面热效应越明显，材料更容易发生损伤。