固体热容激光器因其特殊的工作方式(热容模式)及高能量输出和良好的光束质量,而受到业内人士的普遍关注。与单脉冲和稳态两种模式下不同的是,热容模式下在激光器工作过程中,不进行冷却,而将废热存储在介质中。 热容激光器与常规激光器相比在激光器理论和结构上并不存在很大的差别,但其特殊的工作模式,使得介质热效应有较大差别。论文即选取固体热容激光器谐振腔设计及其热透镜效应作为主要研究方向,给出了含热透镜正支虚共焦非稳腔的设计原理以及步骤;在得到非稳腔的最佳放大率之后,以钕玻璃棒为基础设计并运转了虚共焦非稳腔,单脉冲下获得较好的能量输出。给出了棒内温度梯度对激光棒热透镜焦距影响的解析表达式,将热容和水冷两种模式下的数值计算结果进行了对比;设计实验测量了钕玻璃棒的热焦距,测量结果与理论计算值基本吻合;提出一种动态补偿热透镜效应的方法,分析了其可行性。