在皮秒强激光放大过程中,激光透过激光晶体由激光自身强度而产生的自聚焦非线性效应很容易导致激光晶体(图1),光学器件的损坏,限制了更强的皮秒激光输出1-4.本文着重分析了在皮秒脉冲下自聚焦的形成条件,并采用相关的方法,弱化激光放大过程中的自聚焦非线性效应,在重复频率1KHz下,获得了单脉冲能量38.1mJ,脉宽50ps的大能量皮秒脉冲.自聚焦效应跟激光强度,作用晶体的长度有密切的关系.降低激光功率密度与缩短作用晶体长度是减弱自聚焦效应行之有效的方法.对激光的光斑进行扩束,因激光功率密度与激光光斑的大小成平方反比例关系,这样有效的降低激光功率密度,减少了激光强度；另外,由于激光光斑的分布呈高斯分部,中心强,两端弱,加剧了光斑中心的自聚焦效应,设计并加工了锯齿光阑进行中心光强弱化5(图2).为了缩短激光晶体的尺寸并同时保证有效的激光放大效率,设计并采用了双模块短尺寸激光晶体强泵浦放大,单级放大获得了近3～4倍的放大效率,保证了激光的光束质量.最终,单脉冲3.2mJ的脉冲强度经2级双模块放大,获得了单脉冲能量38.1mJ,脉宽50ps,光斑直径4mm,峰值功率密度高达5.89GW/cm2,光束质量M^2=2.01的强激光输出.