固体MOPA激光器光束质量优化技术研究进展

张益嘉; 付鑫鹏; 阮迪; 刘振; 付喜宏; 白素平; 王蓟

doi:10.37188/CJL.20250087

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固体MOPA激光器光束质量优化技术研究进展

器件制备及器件物理 | 更新时间：2025-10-30

- 固体MOPA激光器光束质量优化技术研究进展
  增强出版
- Research Progress of Beam Quality Optimization Technology for Solid-state MOPA Lasers
- 发光学报 2025年46卷第10期页码：1916-1929
- 作者机构：
  
  1.长春理工大学光电工程学院，吉林长春 130022
  2.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春 130033
  3.长春理工大学物理学院，吉林长春 130022
- 作者简介：
  
  [ "张益嘉（1999-），男，吉林长春人，硕士研究生，2021年于长春理工大学获得学士学位，主要从事全固态MOPA激光器方面的研究。E-mail： 1289921116@qq.com" ]
  [ "白素平（1970-），女，山西应县人，硕士，教授，2005年于长春理工大学获得硕士学位，主要从事光学精密仪器总体技术方面的研究。 E-mail： baisp@163.com" ]
  [ "王蓟（1978-），女，山东青岛人，博士，教授，2007年于长春理工大学获得博士学位，主要从事高功率光纤激光器方面的研究。 E-mail： jiji_w@163.com" ]
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划(2023YFB4605102);吉林省科技发展计划项目(20220508036RC)
- DOI：10.37188/CJL.20250087
  中图分类号： TN248.1
- CSTR：32170.14.CJL.20250087
- 收稿：2025-03-21，
  
  修回：2025-04-09，
  
  纸质出版：2025-10-25
- 稿件说明：
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张益嘉,付鑫鹏,阮迪等.固体MOPA激光器光束质量优化技术研究进展[J].发光学报,2025,46(10):1916-1929.

ZHANG Yijia,FU Xinpeng,RUAN Di,et al.Research Progress of Beam Quality Optimization Technology for Solid-state MOPA Lasers[J].Chinese Journal of Luminescence,2025,46(10):1916-1929.
张益嘉,付鑫鹏,阮迪等.固体MOPA激光器光束质量优化技术研究进展[J].发光学报,2025,46(10):1916-1929. DOI： 10.37188/CJL.20250087. CSTR： 32170.14.CJL.20250087.

ZHANG Yijia,FU Xinpeng,RUAN Di,et al.Research Progress of Beam Quality Optimization Technology for Solid-state MOPA Lasers[J].Chinese Journal of Luminescence,2025,46(10):1916-1929. DOI： 10.37188/CJL.20250087. CSTR： 32170.14.CJL.20250087.

摘要

固体MOPA（Master oscillator power amplifier）激光器是一种通过将固体激光器的主振荡器与功率放大器组合，放大低功率信号以输出高功率激光的装置，在激光加工、精密测量、医疗治疗和科学研究等领域有着广泛应用。光束质量作为激光器输出性能的关键指标，直接决定了激光器在这些应用中的效果和精度。但由于固体MOPA激光器中热效应的存在，激光输出过程中常伴随着光束质量的持续恶化，导致性能降低，因此优化光束质量便成为激光器性能提升的关键，在激光器的设计与应用中具有重要的研究与实践意义。本文综述了固体MOPA激光器光束质量优化技术的研究进展，重点介绍了热效应抑制技术、负透镜法、相位共轭法、可变形镜法、球差自补偿法、增益导引法和光束整形法等优化方法。通过分析这些技术的原理、实验进展及应用效果，讨论了它们在提高光束质量方面的挑战和创新成果。此外，文章还指出了固体MOPA激光器在高功率、高效率条件下光束质量优化的难点，并展望了未来可能的研究方向和技术突破。

Abstract

Solid-state master oscillator power amplifier （MOPA） lasers are devices that combine the master oscillator and power amplifier of solid-state lasers to amplify low-power signals and output high-power lasers. They are widely used in laser processing， precision measurement， medical treatment， and scientific research. Beam quality， as a key indicator of laser output performance， directly determines the effect and accuracy of the laser in these applications. However， due to the thermal effect in solid-state MOPA lasers， the beam quality often deteriorates continuously during the laser output process， leading to performance degradation. Therefore， optimizing beam quality has become a key to improving laser performance and has significant research and practical significance in the design and application of lasers. This paper reviews the research progress of beam quality optimization techniques for solid-state MOPA lasers， focusing on introducing optimization methods such as thermal effect suppression technology， negative lens method， phase conjugation method， deformable mirror method， spherical aberration self-compensation method， gain guiding method， and beam shaping method. By analyzing the principles， experimental progress， and application effects of these technologies， the challenges and innovative achievements in improving beam quality are discussed. In addition， the difficulties in optimizing beam quality under high-power and high-efficiency conditions for solid-state MOPA lasers are pointed out by the article， and possible future research directions and technological breakthroughs are anticipated.

关键词

Keywords

references

SCHAWLOW A L ， TOWNES C H . Infrared and optical masers ［J］. Phys. Rev. ， 1958 ， 112 （ 6 ）： 1940 - 1949 . doi: 10.1103/physrev.112.1940 http://dx.doi.org/10.1103/physrev.112.1940

BARNES J C ， BARNES N P ， MILLER G E . MOPA performance of Ti∶Al 2 O 3 ［C］. Proceedings of the Advanced Solid State Lasers 1987 ， Washington ， 1987 ： TuA5 . doi: 10.1364/assl.1987.tua5 http://dx.doi.org/10.1364/assl.1987.tua5

SENTMAN L ， CARROLL D ， GILMORE J ， et al . CW HF chemical laser MOPA performance ［C］. Proceedings of the 19th AIAA， Fluid Dynamics， Plasma Dynamics， and Lasers Conference ， Honolulu， HI ， U.S.A.， 1987 ： 1449 . doi: 10.2514/6.1987-1449 http://dx.doi.org/10.2514/6.1987-1449

SANDOVAL R P ， MORENO J B . Experimental and theoretical study of the xenon laser and associated high-gain phenomena ［J］. J. Appl. Phys. ， 1978 ， 49 （ 10 ）： 5107 - 5113 . doi: 10.1063/1.324457 http://dx.doi.org/10.1063/1.324457

SIEGMAN A E . Lasers ［M］. Mill Valley ： University Science Books ， 1986 .

NEUBERT B J ， EPPICH B . Influences on the beam propagation ratio M 2 ［J］. Opt. Commun. ， 2005 ， 250 （ 4-6 ）： 241 - 251 . doi: 10.1016/j.optcom.2005.02.038 http://dx.doi.org/10.1016/j.optcom.2005.02.038

吕百达 . 固体激光器件［M］. 北京：北京邮电大学出版社， 2022 .

LV B D . Solid-State Laser Devices ［M］. Beijing ： Beijing University of Posts and Telecommunications Press ， 2002 . （in Chinese）

ROSS D ， YAMAGUCHI H . Polishing characteristics of Nd∶YAG ceramics with various Nd-dopant concentrations ［J］. CIRP J. Manuf. Sci. Technol. ， 2019 ， 27 ： 93 - 101 . doi: 10.1016/j.cirpj.2019.05.003 http://dx.doi.org/10.1016/j.cirpj.2019.05.003

CHÉNAIS S ， DRUON F ， FORGET S ， et al . On thermal effects in solid-state lasers： the case of ytterbium-doped materials ［J］. Prog. Quantum. Electron. ， 2006 ， 30 （ 4 ）： 89 - 153 . doi: 10.1016/j.pquantelec.2006.12.001 http://dx.doi.org/10.1016/j.pquantelec.2006.12.001

LI X D ， ZHOU Y P ， XU H B ， et al . High-stability， high-pulse-energy MOPA laser system based on composite Nd∶YAG crystal with multiple doping concentrations ［J］. Opt. Laser Technol. ， 2022 ， 152 ： 108080 . doi: 10.1016/j.optlastec.2022.108080 http://dx.doi.org/10.1016/j.optlastec.2022.108080

YAO A Y ， HOU W ， KONG Y P ， et al . Double-end-pumped 11-W Nd∶YVO 4 CW laser at 1 342 nm ［J］. J. Opt. Soc. Am. B ， 2005 ， 22 （ 10 ）： 2129 - 2133 . doi: 10.1364/josab.22.002129 http://dx.doi.org/10.1364/josab.22.002129

吴健宏，杜仕峰，高昀，等 . 紧凑高效型百瓦级2 μm棒状Tm∶YAG激光器［J］. 发光学报， 2023 ， 44 （ 11 ）： 2027 - 2032 . doi: 10.37188/cjl.20230174 http://dx.doi.org/10.37188/cjl.20230174

WU J H ， DU S F ， GAO Y ， et al . Compact and efficient hundred-watt level 2 μm rod Tm∶YAG laser ［J］. Chin. J. Lumin. ， 2023 ， 44 （ 11 ）： 2027 - 2032 . （in Chinese） . doi: 10.37188/cjl.20230174 http://dx.doi.org/10.37188/cjl.20230174

蔡震，王小军，蒋建锋，等 . 薄片激光器均匀抽运及均匀冷却技术研究［J］. 中国激光， 2010 ， 37 （ 10 ）： 2437 - 2440 . doi: 10.3788/cjl20103710.2437 http://dx.doi.org/10.3788/cjl20103710.2437

CAI Z ， WANG X J ， JIANG J F ， et al . Study of uniform pumping and uniform cooling on thin disk laser ［J］. Chin. J. Lasers ， 2010 ， 37 （ 10 ）： 2437 - 2440 . （in Chinese） . doi: 10.3788/cjl20103710.2437 http://dx.doi.org/10.3788/cjl20103710.2437

宋艳洁，朱铎，薄勇，等 . 高功率陶瓷板条激光器［J］. 应用光学， 2023 ， 44 （ 6 ）： 1195 - 1200 .

SONG Y J ， ZHU Z ， BO Y ， et al . High power ceramic slab laser ［J］. Appl. Opt. ， 2023 ， 44 （ 6 ）： 1195 - 1200 . （in Chinese）

HUANG Y ， MENG J Q ， ZHANG L L ， et al . The analysis of the thermal effects of double-slab Nd∶YAG laser medium ［C］. Proceedings of SPIE 5627， High-Power Lasers and Applications Ⅲ ， Beijing ， 2005 ， 5627 ： 397 - 405 . doi: 10.1117/12.573590 http://dx.doi.org/10.1117/12.573590

GANIJA M ， OTTAWAY D ， VEITCH P ， et al . Cryogenic， high power， near diffraction limited， Yb∶YAG slab laser ［J］. Opt. Express ， 2013 ， 21 （ 6 ）： 6973 - 6978 . doi: 10.1364/oe.21.006973 http://dx.doi.org/10.1364/oe.21.006973

MARTIN W S ， CHERNOCH J P . Multiple internal reflection face-pumped laser ： US ， 3633126 ［P］. 1972-01-04 .

QUAN C ， SUN D L ， ZHANG H L ， et al . Performance of a 968 nm laser-diode side-pumped， electro-optical Q -switched Er，Pr∶YAP laser with emission at 2.7 μm ［J］. Opt. Eng. ， 2021 ， 60 （ 6 ）： 066112 . doi: 10.1117/1.oe.60.6.066112 http://dx.doi.org/10.1117/1.oe.60.6.066112

赵存华，王金艳 . 弥补激光棒热透镜的最佳端面研磨半径理论计算［J］. 光子学报， 2007 ， 36 （ S1 ）： 84 - 86 .

ZHAO C H ， WANG J Y . Theoretical optimum extremity radius ground of laser rod to compensate thermal effects ［J］. Acta Photon. Sinica ， 2007 ， 36 （ S1 ）： 84 - 86 . （in Chinese）

WANG J T ， CHENG T Q ， WANG L ， et al . Compensation of strong thermal lensing in an LD side-pumped high-power Er∶YSGG laser ［J］. Laser Phys. Lett. ， 2015 ， 12 （ 10 ）： 105004 . doi: 10.1088/1612-2011/12/10/105004 http://dx.doi.org/10.1088/1612-2011/12/10/105004

HU L Z ， SUN D L ， WANG Y L ， et al . Laser performance of high repetition frequency on a 970 nm LD side-pumped Er∶YSGG crystal operated at 2.79 μm ［J］. Infrared Phys. Technol. ， 2020 ， 105 ： 103224 . doi: 10.1016/j.infrared.2020.103224 http://dx.doi.org/10.1016/j.infrared.2020.103224

HAJIESMAEILBAIGI F ， RAZZAGHI H ， ESFAHANI M M ， et al . Experimental study of a high‐power CW diode‐side-pumped Nd∶YAG rod laser ［J］. Laser Phys. Lett. ， 2005 ， 2 （ 9 ）： 437 - 439 . doi: 10.1002/lapl.200510027 http://dx.doi.org/10.1002/lapl.200510027

YANG Q ， ZHU X L ， MA J ， et al . Diode-pumped Nd∶YLF slab master oscillator power amplifier laser system with 655 mJ output at 50 Hz repetition rate ［J］. Chin. Opt. Lett. ， 2015 ， 13 （ 6 ）： 061401 . doi: 10.3788/col201513.061401 http://dx.doi.org/10.3788/col201513.061401

刘全喜，任钢，李轶国，等 . 激光二极管端面抽运梯度浓度掺杂介质激光器热效应的有限元法分析［J］. 红外与激光工程， 2019 ， 48 （ 11 ）： 1105004 . doi: 10.3788/irla201948.1105004 http://dx.doi.org/10.3788/irla201948.1105004

LIU Q X ， REN G ， LI Y G ， et al . Finite element method analysis of thermal effect in gradient dopant concentration medium laser end-pumped by laser diode ［J］. Infrared Laser Eng. ， 2019 ， 48 （ 11 ）： 1105004 . （in Chinese） . doi: 10.3788/irla201948.1105004 http://dx.doi.org/10.3788/irla201948.1105004

宋越，王志敏，杨熙航，等 . 高光束质量窄纳秒脉宽Nd∶YVO 4 板条脉冲串激光器［J］. 中国激光， 2023 ， 50 （ 7 ）： 0701004 . doi: 10.3788/CJL220974 http://dx.doi.org/10.3788/CJL220974

SONG Y ， WANG Z M ， YANG X H ， et al . Nd∶YVO 4 slab burst-mode laser with high beam quality and short nanosecond pulse width ［J］. Chin. J. Lasers ， 2023 ， 50 （ 7 ）： 0701004 . （in Chinese） . doi: 10.3788/CJL220974 http://dx.doi.org/10.3788/CJL220974

张小民，胡东霞，许党朋，等 . 浅论强激光系统的物理受限问题［J］. 中国激光， 2021 ， 48 （ 12 ）： 1201002 . doi: 10.3788/cjl202148.1201002 http://dx.doi.org/10.3788/cjl202148.1201002

ZHANG X M ， HU D X ， XU D P ， et al . Physical limitations of high-power， high-energy lasers ［J］. Chin. J. Lasers ， 2021 ， 48 （ 12 ）： 1201002 . （in Chinese） . doi: 10.3788/cjl202148.1201002 http://dx.doi.org/10.3788/cjl202148.1201002

BRAUCH U ， RÖCKER C ， GRAF T ， et al . High-power， high-brightness solid-state laser architectures and their characteristics ［J］. Appl. Phys. B ， 2022 ， 128 （ 3 ）： 58 . doi: 10.1007/s00340-021-07736-0 http://dx.doi.org/10.1007/s00340-021-07736-0

靳全伟，庞毓，蒋建锋，等 . VRM腔高光束质量高功率双波长激光器［J］. 红外与激光工程， 2021 ， 48 （ 11 ）： 1105003 . doi: 10.3788/irla201847.1105003 http://dx.doi.org/10.3788/irla201847.1105003

JIN Q W ， PANG Y ， JIANG J F ， et al . High beam quality and high power dual-wavelength laser with VRM ［J］. Infrared Laser Eng. ， 2018 ， 47 （ 11 ）： 1105003 . （in Chinese） . doi: 10.3788/irla201847.1105003 http://dx.doi.org/10.3788/irla201847.1105003

LU F Y ， GONG M L ， XUE H Z ， et al . Analysis on the temperature distribution and thermal effects in corner-pumped slab lasers ［J］. Opt. Laser Eng. ， 2007 ， 45 （ 1 ）： 43 - 48 . doi: 10.1016/j.optlaseng.2006.04.007 http://dx.doi.org/10.1016/j.optlaseng.2006.04.007

PALESE S ， HARKENRIDER J ， LONG W ， et al . High brightness， end-pumped， conduction cooled Nd∶YAG zig-zag slab laser architecture ［C］. Proceedings of the Advanced Solid State Lasers 2001， Seattle ， 2001 ： TuC4 . doi: 10.1364/assl.2001.tuc4 http://dx.doi.org/10.1364/assl.2001.tuc4

LIU H ， LIU Q ， GONG M L . Efficient corner-pumped Nd∶YAG/YAG composite slab 1.1 µm laser ［J］. Opt. Express ， 2010 ， 18 （ 19 ）： 19603 - 19611 . doi: 10.1364/oe.18.019603 http://dx.doi.org/10.1364/oe.18.019603

何涛，陈小明，鲁燕华，等 . 泵浦匀化对Innoslab激光放大器光束质量的改善［J］. 强激光与粒子束， 2020 ， 32 （ 1 ）： 011019 .

HE T ， CHEN X M ， LU Y H ， et al . Improvement of beam quality by pump homogenization of Innoslab laser amplifier ［J］. High Power Laser Part. Beams ， 2020 ， 32 （ 1 ）： 011019 . （in Chinese）

ROSS M . YAG laser operation by semiconductor laser pumping ［J］. Proc. IEEE ， 1968 ， 56 （ 2 ）： 196 - 197 . doi: 10.1109/proc.1968.6220 http://dx.doi.org/10.1109/proc.1968.6220

LAVI R ， JACKEL S ， TZUK Y ， et al . Efficient pumping scheme for neodymium-doped materials by direct excitation of the upper lasing level ［J］. Appl. Opt. ， 1999 ， 38 （ 36 ）： 7382 - 7385 . doi: 10.1364/ao.38.007382 http://dx.doi.org/10.1364/ao.38.007382

WEI M E ， CHENG T Q ， DOU R Q ， et al . Superior performance of a 2 kHz pulse Nd∶YAG laser based on a gradient-doped crystal ［J］. Photon. Res. ， 2021 ， 9 （ 7 ）： 1191 - 1196 . doi: 10.1364/prj.424989 http://dx.doi.org/10.1364/prj.424989

童立新，高清松，蒋建锋，等 . 高功率二极管泵浦模块热效应补偿研究［J］. 强激光与粒子束， 2005 ， 17 （ S1 ）： 125 - 128 .

TONG L X ， GAO Q S ， JIANG J F ， et al . Research of thermal effects compensation of high power diode laser module ［J］. High Power Laser Part. Beams ， 2005 ， 17 （ S1 ）： 125 - 128 . （in Chinese）

SCHELLHORN M ， SPINDLER G ， EICHHORN M . Improvement of the beam quality of a high-pulse-energy mid-infrared fractional-image-rotation-enhancement ZnGeP 2 optical parametric oscillator ［J］. Opt. Lett. ， 2017 ， 42 （ 6 ）： 1185 - 1188 . doi: 10.1364/ol.42.001185 http://dx.doi.org/10.1364/ol.42.001185

BASYROVA L ， LOIKO P ， DOUALAN J L ， et al . Thermal lensing， heat loading and power scaling of mid-infrared Er∶CaF 2 lasers ［J］. Opt. Express ， 2022 ， 30 （ 5 ）： 8092 - 8103 . doi: 10.1364/oe.449129 http://dx.doi.org/10.1364/oe.449129

YOSHIDA H ， TAKEUCHI N ， OKADA H ， et al . Thermal-lens-effect compensation of Nd∶YAG rod laser using a solid element of negative temperature coefficient of refractive index ［J］. Jpn. J. Appl. Phys. ， 2007 ， 46 （ 3R ）： 1012 . doi: 10.1143/jjap.46.1012 http://dx.doi.org/10.1143/jjap.46.1012

LIMA N C ， MISHRA K ， MUGELE F . Aberration control in adaptive optics： a numerical study of arbitrarily deformable liquid lenses ［J］. Opt. Express ， 2017 ， 25 （ 6 ）： 6700 - 6711 . doi: 10.1364/oe.25.006700 http://dx.doi.org/10.1364/oe.25.006700

GRAF T ， WYSS E ， WEBER H P . Self-adaptive compensation for the thermal lens in high-power lasers ［C］. Proceedings of the Advanced Solid State Lasers 2001 ， Seattle， Washington ， 2001 ： PD6 . doi: 10.1364/assl.2001.pd6 http://dx.doi.org/10.1364/assl.2001.pd6

ZHU L J ， SUN P C ， BARTSCH D U ， et al . Adaptive control of a micromachined continuous-membrane deformable mirror for aberration compensation ［J］. Appl. Opt. ， 1999 ， 38 （ 1 ）： 168 - 176 . doi: 10.1364/ao.38.000168 http://dx.doi.org/10.1364/ao.38.000168

HABER A ， BIFANO T . General approach to precise deformable mirror control ［J］. Opt. Express ， 2021 ， 29 （ 21 ）： 33741 - 33759 . doi: 10.1364/oe.439306 http://dx.doi.org/10.1364/oe.439306

SAMARKIN V ， ALEXANDROV A ， TOPOROVSKY V ， et al . Water-cooled deformable mirrors for high power beam correction ［C］. Proceedings of SPIE 11849 ， Fourth International Symposium on High Power Laser Science and Engineering （HPLSE 2021）， Suzhou ， 2021 ： 1184917 . doi: 10.1117/12.2599116 http://dx.doi.org/10.1117/12.2599116

MADEC P Y . Overview of deformable mirror technologies for adaptive optics and astronomy ［C］. Proceedings of SPIE 8447 ， Adaptive Optics Systems Ⅲ， Amsterdam ， 2012 ： 844705 . doi: 10.1117/12.924892 http://dx.doi.org/10.1117/12.924892

KAMEL A ， KOCER S ， MUKHANGALIYEVA L ， et al . Resonant adaptive MEMS mirror ［J］. Actuators ， 2022 ， 11 （ 8 ）： 224 . doi: 10.3390/act11080224 http://dx.doi.org/10.3390/act11080224

王钢，唐晓军，王文涛，等 . 自由曲面镜补偿大功率激光波前畸变技术研究［J］. 激光与红外， 2024 ， 54 （ 9 ）： 1352 - 1357 .

WANG G ， TANG X J ， WANG W T ， et al . Research on compensation technology for high power laser wavefront aberration with freeform surface mirror ［J］. Laser Infrared ， 2024 ， 54 （ 9 ）： 1352 - 1357 . （in Chinese）

邹浩 . 基于变形镜的碟片激光器热焦距测量和基模谐振腔的动态补偿［D］. 武汉：华中科技大学， 2019 .

ZOU H . Measurement of Thermal Focal Length and Dynamic Compensation of Fundamental Moderesonator of Thin-Disk Laser based on Deformable Mirror ［D］. Wuhan ： Huazhong University of Science and Technology ， 2019 . （in Chinese）

KUDRYASHOV A V ， TOPOROVSKY V V ， SAMARKIN V V ， et al . Deformable mirrors for high-power lasers ［C］. Proceedings of 2020 International Conference Laser Optics （ICLO）， St. Petersburg ， 2020 ： 1 - 1 . doi: 10.1109/iclo48556.2020.9285419 http://dx.doi.org/10.1109/iclo48556.2020.9285419

罗远智，彭润玲，喻治俊 . 可变焦补偿的液体透镜结构设计与分析［J］. 激光与光电子学进展， 2018 ， 55 （ 12 ）： 459 - 465 . doi: 10.3788/lop55.122301 http://dx.doi.org/10.3788/lop55.122301

LOU Y Z ， PENG R L ， YU Z J . Structure design and analysis of liquid lens with self-zoom-compensation ［J］. Laser Optoelectron. Prog. ， 2018 ， 55 （ 12 ）： 459 - 465 . （in Chinese） . doi: 10.3788/lop55.122301 http://dx.doi.org/10.3788/lop55.122301

GUO X ， YIN H B ， LI M Y ， et al . Deformable mirror driven by piezoelectric thin film based on multi-electrode array ［J］. Sens. Actuators A： Phys. ， 2024 ， 379 ： 115876 . doi: 10.1016/j.sna.2024.115876 http://dx.doi.org/10.1016/j.sna.2024.115876

周颋，郝群，胡摇，等 . 用于自由曲面部分补偿干涉测量的可变形镜面形设计的优化方法［J］. 光学技术， 2021 ， 47 （ 3 ）： 257 - 264 .

ZHOU T ， HAO Q ， HU Y ， et al . An optimization method of deformable mirror shape design for freeform surface partial compensation interferometry ［J］. Opt. Tech. ， 2021 ， 47 （ 3 ）： 257 - 264 . （in Chinese）

王磊，聂劲松，叶庆，等 . 0.53 μm全固态激光器热效应及其补偿技术研究［J］. 红外与激光工程， 2017 ， 46 （ 4 ）： 0406003 . doi: 10.3788/irla201746.0406003 http://dx.doi.org/10.3788/irla201746.0406003

WANG L ， NIE J S ， YE Q ， et al . Study on thermal effect and compensation technology of 0.53 μm all-solid-state laser ［J］. Infrared Laser Eng. ， 2017 ， 46 （ 4 ）： 0406003 . （in Chinese） . doi: 10.3788/irla201746.0406003 http://dx.doi.org/10.3788/irla201746.0406003

ADEWALE AKINYIMIKA ，王雨雷，白振旭，等 . 基于受激布里渊散射的高能高功率相位共轭激光［J］. 强激光与粒子束， 2021 ， 33 （ 11 ）： 111007 .

ADEWALE A ， WANG Y L ， BAI Z X ， et al . Phase conjugation lasers based on stimulated Brillouin scattering with high-power and high-energy ［J］. High Power Laser Part. Beams ， 2021 ， 33 （ 11 ）： 111007 . （in English）

CHEN B ， BAI Z X ， CHEN Y F ， et al . Enhanced beam quality of high-energy lasers utilizing fused silica as an all-solid-state SBS-PCM ［J］. Opt. Laser Technol. ， 2025 ， 181 ： 111850 . doi: 10.1016/j.optlastec.2024.111850 http://dx.doi.org/10.1016/j.optlastec.2024.111850

赵智刚，崔玲玲，童立新，等 . 带固体相位共轭镜的全固态脉冲抽运高重复频率大能量单纵模MOPA激光器［J］. 中国激光， 2010 ， 37 （ 12 ）： 2949 - 2935 . doi: 10.3788/cjl20103712.2949 http://dx.doi.org/10.3788/cjl20103712.2949

ZHAO Z G ， CUI L L ， TONG L X ， et al . All-solid-state high pulse repetition rate high pulse energy single-longitudinal-mode MOPA laser system with solid-state phase conjugating mirror ［J］. Chin. J. Lasers ， 2010 ， 37 （ 12 ）： 2949 - 2935 . （in Chinese） . doi: 10.3788/cjl20103712.2949 http://dx.doi.org/10.3788/cjl20103712.2949

许平 . 基于SBS的辐射板条固体激光输出研究［D］. 哈尔滨：哈尔滨工业大学， 2013 . doi: 10.14257/astl.2013.29.99 http://dx.doi.org/10.14257/astl.2013.29.99

XU P . Research on Output of Radial Slabs Solid-state Laser Based on SBS ［D］. Harbin ： Harbin Institute of Technology ， 2013 . （in Chinese） . doi: 10.14257/astl.2013.29.99 http://dx.doi.org/10.14257/astl.2013.29.99

葛传文，肖爽 . 高平均功率光纤受激布里渊散射相位共轭镜的研究与探讨［J］. 激光与光电子学进展， 2015 ， 52 （ 6 ）： 070002 . doi: 10.3788/lop52.070002 http://dx.doi.org/10.3788/lop52.070002

GE C W ， XIAO S . Investigation and discussion on high average-power fiber stimulated Brillouin scattering phase-conjugation mirror ［J］. Laser Optoelectron. Prog. ， 2015 ， 52 （ 6 ）： 070002 . （in Chinese） . doi: 10.3788/lop52.070002 http://dx.doi.org/10.3788/lop52.070002

CHEN Y F ， BAI Z X ， TAN B W ， et al . Stability enhancement with nonlinear gain modulation in high-power SBS-PCM ［J］. APL Photonics ， 2024 ， 9 （ 10 ）： 106117 . doi: 10.1063/5.0226755 http://dx.doi.org/10.1063/5.0226755

DING J Y ， YU G L ， FANG C Q ， et al . High beam quality of nanosecond Nd∶YAG slab laser system with SBS-PCM ［J］. Opt. Commun. ， 2020 ， 475 ： 126273 . doi: 10.1016/j.optcom.2020.126273 http://dx.doi.org/10.1016/j.optcom.2020.126273

ZENDZIAN W ， KASKOW M ， JABCZYNSKI J K . Diode-pumped， actively Q -switched Nd∶YAG laser with self-adaptive， reciprocal， closed-loop resonator ［J］. Opt. Express ， 2014 ， 22 （ 25 ）： 30657 - 30662 . doi: 10.1364/oe.22.030657 http://dx.doi.org/10.1364/oe.22.030657

王君涛，童立新，徐浏，等 . 5 kW Nd∶YAG端面抽运板条激光器及其光束质量提升［J］. 中国激光， 2018 ， 45 （ 1 ）： 101003 . doi: 10.3788/cjl201845.0101003 http://dx.doi.org/10.3788/cjl201845.0101003

WANG J T ， TONG L X ， XU L ， et al . 5 kW end-pumped Nd∶YAG slab lasers and beam quality improvement ［J］. Chin. J. Lasers ， 2018 ， 45 （ 1 ）： 101003 . （in Chinese） . doi: 10.3788/cjl201845.0101003 http://dx.doi.org/10.3788/cjl201845.0101003

SIZOVA I ， MOSKALEV T ， MIKHEEV L . Laser beam shaping with circular serrated apertures. I. Spatial filtering ［J］. Appl. Opt. ， 2019 ， 58 （ 18 ）： 4905 - 4909 . doi: 10.1364/ao.58.004905 http://dx.doi.org/10.1364/ao.58.004905

SIZOVA I ， MOSKALEV T ， STAVROVSKII D . Correction of shape distortions in laser beams apodized with circular serrated apertures ［J］. Appl. Opt. ， 2021 ， 60 （ 16 ）： 4861 - 4870 . doi: 10.1364/ao.423334 http://dx.doi.org/10.1364/ao.423334

楚晓亮，张彬 . 部分相干光束通过硬边光阑的推广光束传输 M 2 因子［J］. 光学学报， 2002 ， 22 （ 9 ）： 1051 - 1054 .

CHU X L ， ZHANG B . Generalized M 2 -factor of partially coherent beams propagating through hard-edged apertures ［J］. Acta Opt. Sinica ， 2002 ， 22 （ 9 ）： 1051 - 1054 . （in Chinese）

潘孙强，赵智刚，刘崇，等 . 激光振荡器内光束质量演变的机理研究［J］. 激光与光电子学进展， 2015 ， 52 （ 11 ）： 111406 . doi: 10.3788/lop52.111406 http://dx.doi.org/10.3788/lop52.111406

PAN S Q ， ZHAO Z G ， LIU C ， et al . Mechanism investigation of beam quality evolution within laser oscillator ［J］. Laser Optoelectron. Prog. ， 2015 ， 52 （ 11 ）： 111406 . （in Chinese） . doi: 10.3788/lop52.111406 http://dx.doi.org/10.3788/lop52.111406

陆云峰，王毅，刘斌，等 . 1.5 MW峰值功率光纤-固体混合放大MOPA激光系统［J］. 中国激光， 2015 ， 42 （ 2 ）： 0202009 . doi: 10.3788/cjl201542.0202009 http://dx.doi.org/10.3788/cjl201542.0202009

LU Y F ， WANG Y ， LIU B ， et al . 1.5 MW peak power， fiber-solid hybrid amplification MOPA lasers ［J］. Chin. J. Lasers ， 2015 ， 42 （ 2 ）： 0202009 . （in Chinese） . doi: 10.3788/cjl201542.0202009 http://dx.doi.org/10.3788/cjl201542.0202009

YE Z B ， WANG Y ， ZHAO Z G ， et al . Method to improve beam quality by compensating spherical aberrations in master oscillator power amplifier laser systems ［J］. Appl. Opt. ， 2014 ， 53 （ 33 ）： 7963 - 7967 . doi: 10.1364/ao.53.007963 http://dx.doi.org/10.1364/ao.53.007963

YE Z B ， LI X R ， JIANG S ， et al . 20 W， 15 ns high-repetition-rate and high-beam-quality MOPA laser by spherical aberration self-compensation at 1 342 nm ［J］. Appl. Phys. B ， 2024 ， 130 （ 7 ）： 132 . doi: 10.1007/s00340-024-08269-y http://dx.doi.org/10.1007/s00340-024-08269-y

王毅 . 激光放大器对光束质量的动态补偿［D］. 杭州：浙江大学， 2015 .

WANG Y . Beam Quality Dynamical Improvement in Diode-End-Pumped Laser Amplifiers ［D］. Hangzhou ： Zhejiang University ， 2015 . （in Chinese）

YAO Q Q ， DONG Y ， WANG Q H ， et al . Beam quality improvement by controlling thermal lens spherical aberration in an end-pumped Nd∶YVO 4 laser ［J］. Appl. Opt. ， 2018 ， 57 （ 9 ）： 2245 - 2249 . doi: 10.1364/ao.57.002245 http://dx.doi.org/10.1364/ao.57.002245

董雪岩，李平雪，李舜，等 . 高光束质量高重复频率光纤-固体混合皮秒Innoslab放大器［J］. 中国激光， 2021 ， 48 （ 17 ）： 1701004 . doi: 10.3788/cjl202148.1701004 http://dx.doi.org/10.3788/cjl202148.1701004

DONG X Y ， LI P X ， LI S ， et al . High beam quality fiber-solid hybrid Innoslab picosecond amplifier with high repetition rate ［J］. Chin. J. Lasers ， 2021 ， 48 （ 17 ）： 1701004 . （in Chinese） . doi: 10.3788/cjl202148.1701004 http://dx.doi.org/10.3788/cjl202148.1701004

QIAO H Z ， ZHONG K ， LI F J ， et al . Near-diffraction-limit 1-kHz sub-nanosecond diode-end-pumped Nd∶YAG laser amplifier via self-compensating spherical aberration ［J］. Opt. Laser Technol. ， 2023 ， 164 ： 109486 . doi: 10.1016/j.optlastec.2023.109486 http://dx.doi.org/10.1016/j.optlastec.2023.109486

DENCHEV O ， KURTEV S ， PETROV P . Modes of unstable resonators with a saturable gain guide ［J］. Appl. Opt. ， 2001 ， 40 （ 6 ）： 921 - 929 . doi: 10.1364/ao.40.000921 http://dx.doi.org/10.1364/ao.40.000921

WANG W L ， LIN W ， CHENG H H ， et al . Gain-guided soliton： scaling repetition rate of passively modelocked Yb-doped fiber lasers to 12.5 GHz ［J］. Opt. Express ， 2019 ， 27 （ 8 ）： 10438 - 10448 . doi: 10.1364/oe.27.010438 http://dx.doi.org/10.1364/oe.27.010438

PIOTROWSKI M ， MEDINA M A ， SCHELLHORN M ， et al . Effects of pump pulse energy and repetition rate on beam quality in a high-power mid-infrared ZnGeP 2 OPO ［J］. Opt. Express ， 2021 ， 29 （ 2 ）： 2577 - 2586 . doi: 10.1364/oe.414074 http://dx.doi.org/10.1364/oe.414074

SHEN X ， ZHANG L L ， DING J Y ， et al . Analysis on light power and three-dimentional temperature distribution characteristics of gain guided and index alternate-guided fiber lasers ［J］. J. Opt. ， 2020 ， 22 （ 7 ）： 075703 . doi: 10.1088/2040-8986/ab92b5 http://dx.doi.org/10.1088/2040-8986/ab92b5

SERGACHEV I ， MAULINI R ， BISMUTO A ， et al . Gain-guided broad area quantum cascade lasers emitting 23.5 W peak power at room temperature ［J］. Opt. Express ， 2016 ， 24 （ 17 ）： 19063 - 19071 . doi: 10.1364/oe.24.019063 http://dx.doi.org/10.1364/oe.24.019063

SAVITSKI V G ， DEMETRIOU G ， REILLY S ， et al . Energy scaling， second Stokes oscillation， and Raman gain-guiding in monolithic diamond Raman lasers ［J］. IEEE J. Quantum Electron. ， 2018 ， 54 （ 6 ）： 1 - 8 . doi: 10.1109/jqe.2018.2875561 http://dx.doi.org/10.1109/jqe.2018.2875561

FILL E E . Gain guiding of X-ray laser beams ［J］. Opt. Commun. ， 1988 ， 67 （ 6 ）： 441 - 445 . doi: 10.1016/0030-4018(88)90217-9 http://dx.doi.org/10.1016/0030-4018(88)90217-9

XU J Q ， LOU Q H . Gain-guiding effects in transient Raman amplifiers ［J］. J. Opt. Soc. Am. B ， 1999 ， 16 （ 6 ）： 961 - 965 . doi: 10.1364/josab.16.000961 http://dx.doi.org/10.1364/josab.16.000961

DENCHEV O ， KURTEV S ， PETROV P . Experimental investigation of saturable gain-guided modes ［J］. Appl. Opt. ， 2002 ， 41 （ 9 ）： 1677 - 1684 . doi: 10.1364/ao.41.001677 http://dx.doi.org/10.1364/ao.41.001677

YAN X P ， LIU Q ， FU X ， et al . Gain guiding effect in end-pumped Nd∶YVO 4 MOPA lasers ［J］. J. Opt. Soc. Am. B ， 2010 ， 27 （ 6 ）： 1286 - 1290 . doi: 10.1364/josab.27.001286 http://dx.doi.org/10.1364/josab.27.001286

汪丹 . 端面泵浦激光放大器中的增益导引效应［D］. 杭州：浙江大学， 2012 .

WANG D . Gain Guiding Effect in An End Pumped Laser Amplifier ［D］. Hangzhou ： Zhejiang University ， 2012 . （in Chinese）

YAN X P ， LIU Q ， FU X ， et al . Comparative investigation on performance of acousto-optically Q -switched dual-rod Nd∶YAG-Nd∶YVO 4 laser and dual-rod Nd∶YVO 4 -Nd∶YVO 4 laser ［J］. Appl. Opt. ， 2010 ， 49 （ 22 ）： 4131 - 4138 . doi: 10.1364/ao.49.004131 http://dx.doi.org/10.1364/ao.49.004131

YAN X ， LIU Q ， JIANG X ， et al . The combined guiding effect in MOPA lasers ［J］. Laser Phys. Lett. ， 2013 ， 10 （ 4 ）： 045003 . doi: 10.1088/1612-2011/10/4/045003 http://dx.doi.org/10.1088/1612-2011/10/4/045003

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