固体激光器激光工作物质的几何形状通常为圆棒状或板条状。由于圆棒状晶体温度梯度的方向与光传播方向垂直,在热负荷条件下运转时,将产生严重的热透镜效应和热光畸变效应,使得光束质量降低,并限制了激光功率的进一步提高。在板条激光器中,温度梯度一般发生在板条厚度方向上,而光在厚度方向的两侧面(即泵浦面)上发生内全反射,呈锯齿形光路在两泵浦面之间传播,光传播方向近似与温度梯度方向平行,可有效避免热透镜效应和热光畸变效应,从而大幅度提高了激光器的输出功率,因此板条激光器是高功率全固态激光器的重要发展方向之一。虽然板条激光器凭借着其结构可以适当控制热和应力以及“Z”型锯齿光路可以限制热聚焦和退偏振,但是在高功率板条激光器中热效应仍然非常显著,因此从提高激光器的输出光束质量和功率角度来看,仍是一个值得深入研究的问题。本文针对板条激光器热效应,从以下3方面进行了较深入的研究。1.综述了LD泵浦板条激光器的结构、常用的激光晶体和温度控制系统、板条激光器中的热效应问题及其国内外研究现状,给出了本文的研究内容。2.建立了端泵、边泵和面泵结构的板条激光晶体导热微分方程。其中边泵和面泵结构是双侧泵浦形式,在建模过程中将四组二极管阵列非对称的分布在晶体两个泵浦面上,这样得到的温度场分布相对均匀且最高温升也比其它方式小。通过求解板条激光晶体导热微分方程,得到了晶体内部温度场的解析解。以此为基础,分别分析了由于晶体内部非均匀温度梯度而引起的热形变和泵浦光沿Zagzig型锯齿光路作用下的热透镜焦距。3.借助Mathematica计算软件,数值模拟了Nd:YVO4、Nd:YAG、Nd:LuVO4和Nd:GdVO4四种晶体的一维和二维温度场、热形变量以及热焦距,并对模拟计算得到的结果详细进行了分析和对比。文中建立的板条激光晶体导热微分方程及其温度场解析解,可为板条激光器热效应的优化提供理论依据。四种晶体的温度场、热形变量和热透镜焦距的数值模拟可为合理选择激光器工作介质提供支持。