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本文总结和分析了当今国内外低频无水冷激光器的发展与研究现状,指出无水冷半导体抽运固体激光器与水冷半导体抽运固体激光器相比,使用传导冷却,免除了复杂庞大的水冷系统,具有结构紧凑性、便携性和环境适用性等更好的优势,已成为激光技术领域的研究重点之一。同时还指出低频大能量无水冷LD侧面抽运固体激光器在机载、星载激光遥感测量等特殊领域的广泛应用,使其研究日益受到关注。针对低频无水冷LD侧面抽运电光调Q Nd:YAG激光器,以提高激光输出性能,改善激光输出光束质量为核心,提出和设计了一种特殊的无水冷双半环形LDA侧面抽运结构。依据抽运光分布和热传导方程等理论,给出了无水冷双半环LDA侧面抽运Nd:YAG的抽运光分布、温度分布、冷却散热与热效应数值模拟研究结果。分析了抽运光分布、温度分布、热效应以及冷却散热对激光输出性能和激光输出光束质量的影响。设计了双棒串接热不灵敏谐振腔。阐述了LD侧面抽运电光调Q Nd:YAG激光器基本理论,计算了激光脉冲输出能量与脉冲宽度。完成了基于无水冷双半环形LDA侧面抽运结构的低频LD侧面抽运电光调Q Nd:YAG激光器的设计研制和实验研究。通过实验研究,在工作频率20Hz,LDA注入电流100A,808nm抽运光能量1200mJ时,获得激光脉冲输出能量178mJ,脉冲宽度8.25ns的调Q窄脉冲1064nm准基模激光输出,相应光—光转换效率达14.8%,激光光束质量因子M~2≈3.2,发散角为2.78mrad。实验研究结果表明,基于无水冷双半环形LDA侧面抽运结构的低频无水冷LD侧面抽运电光调Q Nd:AYG激光器,完全可以在无水冷条件下运转,实现高性能和高光束质量的激光输出。