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近年来,合成孔径激光雷达凭借其能够打破衍射极限对于入瞳孔径的制约、改善传统激光雷达空间分辨能力的优势,在相干激光雷达探测体系中的地位愈发重要,而良好的激光光源对合成孔径激光雷达具有重要意义。但是高功率激光在震荡和放大的过程中,由于无辐射跃迁以及介质吸收等原因,导致光学元件升高,从而从而形成温度梯度。温度梯度将进一步影响晶体的力学参数与光学参数,导致折射率变化,形成热透镜、热退偏等热效应,严重影响激光器的性能,因此对激光器热效应的研究极为重要。 在理论部分,本文介绍了热透镜效应和热致双折射效应,通过传热学理论对激光晶体进行热力学建模,在合理简化的条件下得到激光晶体横切面的温度场分布。然后根据晶体光学的理论,推导出存在温度梯度的晶体内部的折射率分布,并得到其一阶近似解,即热透镜效应的热焦距的表达形式。另一方面,根据晶体光学理论,推导出激光晶体退偏率的表达式。最后,添加约束条件,得出激光晶体在多向LD泵浦时更精确的热分布,说明透射光存在角向畸变。 关于激光晶体热效应的测量方面,本文通过测量一束平行光通过激光晶体后的空间分布的变化,得到激光晶体的热焦距、退偏率随泵浦电流的变化规律。通过定义角向不均匀程度从函数,对透射光斑的角向不均匀程度做出判据,并得出角向不均匀程度与泵浦电流的关系。除了对光场分布的测量,本文也对激光器的热效应进行了时域上的研究,通过实验测量在不同重频下建立热稳态所需要的时间。 在热效应的补偿方面,本文首先简要阐述了常见的热效应补偿方案,然后通过双透镜系统对热透镜效应进行了完全的补偿,并通过法拉第旋光器对激光晶体的热致双折射效应进行补偿,出射激光的退偏率由36.8%降低至3.20%,其角向畸变的不均匀程度由120降低至72.75。