激光二极管泵浦的全固态激光器由于其重量轻、体积小、使用寿命长、稳定性能好等特点,应用领域覆盖工业、军事、医学等各个领域。激光二极管阵列泵浦的全固态激光器技术日趋成熟,其核心部分是激光增益介质,激光增益介质对输出激光的特性起到了决定性作用。热效应又是制约激光器输出性能的最大障碍,对消除激光系统热效应研究的基础工作之一就是研究激光器件在工作过程中产生的温度梯度分布,这也是很关键的一项工作。只有对温度场进行更贴合实际的分析和模拟,才能为深入的研究激光器热效应提供理论基础。随着Nd:YAG陶瓷材料制备技术的进步,使得Nd:YAG陶瓷材料的性价比优于Nd:YAG晶体材料。Nd:YAG陶瓷激光增益介质中的Nd3+离子具有典型的三能级或四能级结构特点,对泵浦光能量有着较高的吸收,具有优异的物理、化学特性。然而,在激光与冷却系统同时对陶瓷的作用下不可避免的产生热沉,严重影响激光器的质量和使用寿命。因此,对激光器热效应的研究仍非常必要。本论文的主要内容为:1.对全固态陶瓷激光器的工作原理和结构、泵浦方式和运转方式、热效应和热传导的相关理论进行了阐述。由于掺Nd3+离子的激光增益介质的工作原理是典型的四能级结构,应用中表现出良好的光学特性,而侧面泵浦方式有利于输出高功率光束的优越性,所以在对理论知识的梳理后,本文研究内容选择激光二极管阵列侧面泵浦Nd:YAG陶瓷激光器的热效应。2.在LD阵列侧面泵浦Nd:YAG陶瓷的运转方式下,分别对单向、三向、五向及多向侧面泵浦圆棒型Nd:YAG陶瓷的光场分布情况建立物理模型,并使用Mathematica软件模拟分析了其光场分布情况。基于热传导理论,对LD阵列侧面泵浦圆棒Nd:YAG陶瓷激光器建立物理模型,求得脉冲泵浦下的瞬态温度场解析表达式。计算了圆棒陶瓷变热传导系数的温度场表达式,用Mathematica软件对圆棒Nd:YAG陶瓷的时变温升情况进行了模拟,并分析了泵浦光功率、吸收系数、光腰半径、冷却水温等参数对温升情况的影响,模拟分析了变热传导系数与定热传导系数温升变化,结果表明,随着泵浦功率减小、束腰半径增大、吸收系数增大,圆棒Nd:YAG陶瓷截面中心温升都会有不同程度的减小。3.建立长方体Nd:YAG陶瓷的物理热模型。结合边界条件,求得连续和脉冲泵浦时的准热平衡态温度场与瞬态温度场,计算了LD脉冲侧泵长方体Nd:YAG陶瓷变热传导系数的温度场,并在Mathematica软件中对Nd:YAG陶瓷温度场与热形变场进行数值模拟。定量分析了不同泵浦光腰斑半径、泵浦光功率、脉冲宽度对长方体Nd:YAG陶瓷温度场的影响。并对长方体Nd:YAG陶瓷在热稳态状况下的热形变进行了计算和模拟分析。使用解析分析法计算热传导方程所得出的温度场与数值法、有限元法等计算得出的温度场数据一致。研究结果对全固态激光器在设计时相关参数的合理选取提供理论参考,为DPSSL的最优化设计、承载热负荷能力等提供了理论的依据,并对实验起到了指导的作用。