论文主要探讨了固体皮秒脉冲激光器在先进制造领域的应用及其面临的热透镜效应问题，并详细介绍了采用Nd:YVO₄/YVO₄键合晶体作为增益介质来缓解热透镜效应、提高稳定锁模输出功率的研究过程和实验结果。以下是文件的核心内容总结：

1. 研究背景与意义：

• 新能源、半导体及柔性电子等产业的快速发展推动了高精度加工工具的需求，固体皮秒脉冲激光因其高精度、高峰值功率和低热损伤特性而备受关注。

• 热透镜效应是当前固体激光器面临的主要问题之一，它会导致光-光转换效率下降、输出功率受限及锁模激光器失锁。

2. 研究目的与方法：

• 目的：缓解高功率皮秒激光器中增益介质的热透镜效应，提高稳定锁模输出功率。

• 方法：设计基于Nd:YVO₄/YVO₄键合晶体的皮秒激光器，采用888 nm半导体激光器作为泵浦源，利用可饱和吸收镜（SESAM）构建折叠谐振腔实现稳定锁模。

3. 实验原理与装置：

• 原理：通过粒子数反转和受激辐射实现光放大，利用SESAM的非线性特性实现被动锁模。

• 装置：设计总腔长为1.25 m的折叠谐振腔，Nd:YVO₄/YVO₄键合晶体作为增益介质，888 nm光纤耦合半导体激光器作为泵浦源，SESAM作为锁模元件。

4. 谐振腔光传输仿真：

• 采用传输矩阵结合高斯传输理论对谐振腔内的光传输进行仿真，确定增益介质晶体的最佳放置位置。

• 分析晶体热透镜焦距变化对SESAM和增益介质上光斑大小的影响，为谐振腔设计提供理论依据。

5. 实验结果与分析：

• 在28.9 W最大泵浦功率下，系统实现了中心波长1064 nm的连续锁模输出，最大平均功率为7.4 W，脉冲宽度为20.4 ps，重复频率为120 MHz，光-光转换效率约25%，平均光束质量因子约为1.33。

• 与未键合晶体相比，键合晶体设计有效缓解了热透镜效应，扩展了稳定锁模的泵浦功率范围，提升了锁模稳定性与输出光束质量。

6. 结论与展望：

• 结论：基于Nd:YVO₄/YVO₄键合晶体的皮秒激光器设计有效缓解了高功率泵浦下的热透镜效应，提高了稳定锁模输出功率和光束质量。

• 展望：该设计对搭建大功率、高光束质量的皮秒激光器具有重要参考意义，未来可进一步探索其他键合晶体材料和优化谐振腔结构以提高激光器性能。

论文通过详细的实验设计和结果分析，验证了Nd:YVO₄/YVO₄键合晶体在缓解热透镜效应、提高皮秒激光器性能方面的有效性，为相关领域的研究提供了有价值的参考