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激光晶体泵浦波长转移过程中,部分泵浦功率不可避免地要转化成热功率,导致晶体内部温度的空间分布不均匀,从而引起热致形变,热应力和热致双折射等热效应。随着固体激光器技术的飞速发展,激光晶体的热效应已成为影响激光大功率化、调Q以及倍频的瓶颈问题,因此,本论文主要论述了如何解决晶体的散热问题。本文从晶体的内部温度分布推导开始,计算了晶体热透镜焦距,对比了Nd:GdVO4, Nd:YVO4, Nd:YAG三种晶体的热负载比,分析了晶体内部热应力分布,并用LASCAD软件模拟了晶体内部热梯度及应力分布,为我们的散热提供了理论依据。随后,我们又从热传导及流体力学的基本理论出发,重点论述了微通道及铟封的散热原理,为我们下面的实验进行奠定了基础。通过实验我们对比了传统的直通孔式循环水制冷热沉、微通道铟包循环水制冷热沉以及结合了铟封技术的微通道循环水制冷热沉三种散热装置的散热效果,说明了我们采取新型散热装置的良好效果。实验中,我们采用LD端泵Nd:GdVO4晶棒,平-平腔结构。在泵浦功率为28W的时候,采用传统通孔热沉和微通道热沉分别获得8.66W和10.5W的最大输出功率,光-光效率分别为31%和36%,斜效率分别为38%和42%,另外我们采用微通道热沉并结合铟封技术,在泵浦功率为40W的时候获得最大功率17.5W,且还没有达到输出饱和状态,功率仍呈线性增长,光-光效率和斜效率分别为44%和49%。比较三组数据,我们得出采用铟封微通道热沉的散热效果是明显的。我们还测得同样的热透镜焦距(350mm)下,采用铟包微通道热沉,晶体吸收的泵浦功率为6.5W,而采用铟封技术的微通道热沉则可以吸收39.5W,这也说明我们采用铟封技术的微通道散热装置对晶体热焦距改善是很明显的。最值得一提的是,我们用光束轮廓分析仪测得了他们的光强分布情况,在传统的通孔式热沉下我们最多只能得到4W的基模输出,采用微通道热沉则可以得到8W的基模输出,而采用微通道结合铟封技术的热沉我们至少可以得到13W基模的高水平,这一基模激光功率的提高,对我们进行连续端泵DPSL调Q、倍频等的研究价值是很可观的。