近日，哈尔滨工业大学姚宝权教授团队采用反射式体布拉格光栅（RBG）作为Tm:YLF板条激光器的输出镜，并采用主动制冷的方式对VBG进行散热来遏制激光器的波长漂移，在保证激光器具有良好的模式匹配的同时，采用腔内双晶体串联和双端泵浦晶体的结构，提高了Tm:YLF激光器的输出功率，改善了百瓦功率水平下Tm:YLF激光器的光束质量，实现了输出功率为202 W、光束质量因子小于等于4的1.9 μm连续激光输出。研究成果发表在High Power Laser Science and Engineering 2021年第4期。

激光器结构如图１所示，包括792 nm 150 W LDs及其光束变换系统，45° 792 nm折返镜M2（HR@792 nm）、反射式体布拉格光栅（VBG）、凹面反射镜M3 ( HR@1.9 μm、曲率半径R=200 mm)、Tm:YLF晶体、二色镜M1(AR @ 792 nm &HRs @1.9 μm)。其中所用光纤耦合LDs的芯径为400 μm，数值孔径为0.2，在最大输出功率下的中心波长为792 nm附近。

另外，泵浦光所使用的光束变换系统由焦距为13 mm和55 mm的球面透镜组成。所用Tm:YLF晶体沿a轴方向切割，其尺寸大小为2 mm×6 mm×40 mm，掺杂浓度为2at.%。实验所用VBG的通光孔径为3 mm×4 mm，厚度为2.4 mm，在1907.3 nm处的衍射效率约为58.4%，光谱选择性小于0.7 nm。

当注入泵浦功率为553 W时，输出功率达到了202 W，对应的光光转换效率为36.5%，斜率效率为39.7%。激光中心波长为 1908.5 nm，线宽（半高全宽）为 0.57 nm，如图2所示。同时，随着激光功率从 30 W 增加到 202 W，对VBG采用微通道散热后的激光波长漂移约为 1.0 nm，波长被限制在 1908 nm 附近的两条水吸水线，有效避免了因波长漂移至水吸收线而引起的激光器损坏。与此同时，相对以往报道的百瓦的LD堆叠泵浦的Tm激光器来说，该激光器具有相对较好的光束质量。在 200 W 的功率水平下，x和y方向的光束质量因子M²分别为 2.3 和 4.0。测试结果及远场光斑形态如图3所示。