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ASLD | 高级固体激光器设计及仿真软件超短脉冲Yb：YAG放大器分析

16小时前浏览50

ASLD软件概述

ASLD是一款高效、灵活的固体激光器设计与仿真软件。其图形用户界面的功能包括：

2D制图，比如：输出功率

3D输出，比如：粒子数反转

光束半径，稳态图

超短脉冲Yb:YAG放大器分析

应用背景（行业痛点）

Yb:YAG 放大器的应用背景主要源于超短脉冲激光技术在科研、工业、医疗等领域的迫切需求，其核心优势（高量子效率、良好热管理、超短脉冲放大能力）使其成为多个前沿领域的关键技术支撑：

高功率放大时，Yb:YAG 晶体因吸收泵浦光会产生大量热量，易形成热透镜效应和温度梯度，导致光束畸变、功率稳定性下降，严重时甚至会损坏晶体，极大制约放大器的功率上限与长期可靠性。
多通放大、光学元件像差、晶体光学均匀性不足等因素，会导致激光光束的波前畸变、光束发散角增大，最终影响输出光束的聚焦性能与应用精度（如微加工的分辨率、激光雷达的探测距离）。
超短脉冲在放大过程中，易受自相位调制、受激拉曼散射、增益窄化等非线性效应影响，导致脉冲展宽、光谱畸变、峰值功率下降，破坏脉冲的时间与光谱特性，无法满足精密应用需求（如阿秒科学、飞秒手术）。

应用背景（仿真的必要性）

通过仿真可在物理实验前，对热分布、光束传播、脉冲演化等过程进行模拟。例如，利用热仿真优化晶体冷却结构，避免热透镜效应；通过光束传播仿真优化光学元件布局，提升光束质量。从而减少物理原型的迭代次数，将研发成本降低 30% 以上，缩短周期至原有的 1/2。
仿真可对关键参数（如泵浦光强度、晶体长度、多通次数）进行多维度扫描与优化，找到能量提取效率最高、脉冲失真最小的配置。例如，通过脉冲演化仿真分析非线性效应的起源，针对性地引入色散补偿元件，使超短脉冲的保真度提升 20% 以上。
对于多通放大、非线性相互作用等复杂过程，实验难以实时观测内部细节，而仿真可提供可视化的物理过程（如能量在晶体内的吸收与再发射、脉冲在时域 / 频域的演化），帮助研发人员理解物理本质，进而设计更合理的实验方案（如优化泵浦光的时空分布）。