激光无线能量传输具有传输距离远,能量集中的优点,在室内环境下应用时,其安全性是需要解决的首要问题。利用某些光学器件的后向反射性能,将这类器件作为外腔式激光器谐振腔的反射镜,不需要严格的准直调试,也可实现激光振荡并输出激光。理论上讲,如果将其中一个谐振腔镜和激光增益介质置于能量发射端,另一个输出反射镜置于负载上,则可以实现激光能量的无线传输。当发射端与负载间有异物遮挡时,谐振腔无法形成激光振荡,无激光输出。因此采用这种振荡和输出“同时”产生和消失的激光能量传输方式几乎没有安全隐患。但要实现该结构激光器的“自适应”振荡,则需要合理选择光学器件,使得输出镜在置于一定的空间范围内时,谐振腔的反射镜以及激光增益介质等形成激光的器件都不需要准直调节就能有激光振荡形成。本文从理论分析和实验探究两方面入手,设计和搭建了一种具有主动安全防护功能的自适应外腔式固体激光器,主要研究内容如下:1.利用射线追踪对比几种后向反射器的反射性能,选取两种后向反射性能较好的反射器件构建出光学谐振腔,模拟这两种谐振腔的自适应能力,经分析后发现使用角锥棱镜构成的谐振腔自适应能力最为优越。2.通过理论计算深入了解角锥棱镜的光学特性,分析了影响角锥棱镜反射特性的主要因素,并给出计算公式。3.以角锥棱镜为谐振腔反射镜,搭建了由输出波长808nm半导体激光器泵浦Nd:YVO4的外腔式固体激光器,获得波长为1064nm的连续激光输出。实验测量结果表明,该激光器自适应能力优越,谐振腔镜不需要严格的准直调节,便能实现激光振荡,且抗干扰能量强,稳定性好。但由于增益介质的热透镜效应,谐振腔长的调节范围受到制约。4.通过对增益介质热透镜效应的理论分析与实验测量,提出了在谐振腔内加入适当焦距的透镜组合形成望远镜系统的方法消除热透镜效应,并从实验上进行了验证。结果表明,加入望远镜系统后谐振腔的长度可调范围提升约50%,最大长度可达2.5m。对所搭激光器输出特性的实验测量和分析结果表明,本文设计和搭建的这种外腔式固体激光器自适应能力强,抗干扰能力强,稳定性好,谐振腔长可调节范围大,并具有快速的主动安全防护功能,因此将其作为激光无线能量传输的一种技术方法,具有独特的应用价值。