随着半导体二极管泵浦激光器技术的不断发展和提高,LD泵浦的高功率Yb:YAG全固体碟片激光器因其具有优等的光学、化学、热力稳定性和机械性而得到广泛的关注。本文则做了以下几个方面的研究。(1)本文首先理论研究了Yb:YAG晶体的吸收效率和掺杂浓度、厚度之间的关系,并且用Lamda950分光光度计测量了晶体掺杂浓度为10%,厚度为0.3mm的吸收系数,验证了理论和模拟计算的一致性。最后通过测量得到的吸收系数,用Matlab模拟计算了在24冲程泵浦下晶体掺杂浓度为10%,厚度为0.3mm的吸收效率为96.4%(R=99.5%)。同时还对比分析了在不同泵浦功率下,969nm零声子线泵浦和940nm泵浦在晶体表面的温度差异。(2)通过Zemax软件设计了24冲程的泵浦结构,并通过阈值功率密度公式计算了7倍泵浦阈值功率密度时,泵浦光斑的大小为2.4mm。最后利用Zemax优化仿真得到当泵浦光斑为2mm时为最适宜。(3)利用Matlab软件分析了碟片激光器的直腔,最后分析得到在180W泵浦时由于晶体表面会产生形变,但是只要晶体曲率半径的形变量是腔长的2倍之上,整个激光器就是稳定的。通过比较最后选用腔长为L=105mm、R2=840mm的平凹腔,实现了36.21%的连续光输出;占空比为12.5%时,实现了61.3%的光光效率。(4)利用Lamda950分光光度计、美国zygo干涉仪和AFM分别测量了晶体、非球面和棱镜的透过率、表面面型和膜层的微观结构。最后分析得到各个模块的反射率都能够达到R=99.7%,面型都能够保持在1/8?之下,并且利用ANSYS软件模拟了晶体在180W泵浦时前后表面的温差,合理的设计了微通道的冷却系统、晶体和铜钨的焊接工艺。