自由电子激光器近共心谐振腔准直误差分析

随着自由电子激光器的发展,射频自由电子激光器多由放大器结构改进为振荡器结构。其谐振腔多采用近共心腔。这种腔反射镜的曲率中心几乎重合,这样使得腔内的高斯光束分布尽量复盖电子束的空间分布,在空间上匹配,以维持光束和电子束的相互作用。由于近共心谐振腔具有较高的准直灵敏度,反射镜的调整误差将会影响到腔内光束和电子束空间上的匹配,从而降低自由电子激光器的增益。因而,对于自由电子激光器近共心谐振腔的的准直误差容限的分析,具有实际的意义。     

可调谐铒激光器

本专利阐述的可调谐铒激光器的激光谐振腔是由两个反射镜和铒光纤增益介质组成的。其中一个反射镜是二向色反射镜,另一个反射镜是由分布反馈光栅构成的反射镜。光     

自由电子激光的掠射环形谐振腔

光学谐振腔是激光振荡器的关键部件.对于高功率白由电子激光器,腔内有很高的功率密度,从几百兆瓦/cm~2到几千兆瓦/cm~2,将引起反射镜的功率破坏,这是自由电子激光谐振腔设计的突出待解决问题. 我们采用一组双曲面-抛物面非球面系统,组合成掠射环形谐振腔.使自由电子激光掠入射到双曲面镜上,由抛物面镜准直,并构成环形谐振腔.光束在腔内往返振荡,光束在抛物面上口径扩大6倍,从而提高了反射镜膜层承受大功率激光的能力,有效防     

激光谐振腔近场自再现模式分布的研究

根据对称共焦腔的基本衍射理论,对激光光学谐振腔的自再现模式理论进行了分析,建立了方形反射镜谐振腔和圆形反射镜谐振腔横向模式空间分布的数学模型。利用MATLAB软件,对选取确定的腔长和反射镜半径、输出波长的激光谐振腔横向模式进行了数值模拟计算仿真,模拟的结果直观、形象地反映了不同模式下的光学谐振腔的自再现模的空间分布。选取输出波长为800 nm、脉冲宽度为120 fs钛宝石飞秒激光器进行模式测试,实验验证了激光器的光场分布与仿真结果非常符合。证实建立的理论模型是正确的。     

高功率脉冲激光器抗失调谐振腔的研究

为简化高功率激光器谐振腔结构,提高激光器特别是高功率脉冲激光器的稳定性,增加基模体积,改善光束质量,采用直角内外圆锥面组合反射镜作为全反镜,平行平面镜作为输出镜组成新型激光谐振腔。使用高功率脉冲CO2激光器,研究了新型激光谐振腔的单脉冲输出能量和直角内外圆锥面组合反射镜失调角的关系以及新型腔激光器在全反镜失调时输出光斑的改变,并和平凹稳定腔脉冲CO2激光器进行了比较。实验结果表明,若两种激光器的全反镜失调角相同,组合锥面全反镜谐振腔激光器的单脉冲输出能量降低的程度不到平凹腔激光器的50%。在组合锥面全反镜失调角达到6′时,新型激光谐振腔激光器输出光斑形状没有明显变化。新型激光谐振腔的抗失调稳定性远超过平凹稳定腔。     

直角内圆锥面全反镜折叠腔激光器的输出特性

为简化高功率激光器谐振腔结构,提高激光谐振腔的稳定性特别是热稳定性,增加基模体积,改善光束质量,采用直角内圆锥面反射镜作为全反镜,平行平面镜作为输出镜组成新型激光谐振腔.实验结果表明,在圆锥全反镜失调角小于37.3′时,圆锥折叠腔激光器的单脉冲输出能量下降小于5%,且近场输出光斑没有明显变化;经模式仪分析表明,圆锥折叠腔激光近场光强分布均匀.圆锥反射镜折叠具有非常强的抗失调能力,结构简单,便于安装调整,特别适合于恶劣环境下的强激光系统应用.     

变反射镜谐振腔光场分布的三维数值计算

在几何光学的基础上设计了变反射镜谐振腔激光器,并利用衍射光学理论,将腔内光束模式满足的方程表为易于通过快速傅里叶变换迭代求解的形式,以高斯型、超高斯型变反射镜为例,求出激光在反射镜、输出镜、近场、远场光场分布的三维数值解,为变反射镜谐振腔设计提供了直观的参考。     

高稳定及免调试“猫眼”谐振腔He-Ne激光器的研究

提高谐振腔的稳定性一直是激光技术的一个重大问题。将“猫眼”逆向器作为反射镜,组成“猫眼”谐振腔可提高激光谐振腔的稳定性。以功率稳定性为参考指标,做了一系列对比实验来对比“猫眼”谐振腔He-Ne激光器和现有He-Ne激光器在失调特性、温度漂移方面的性能。结果表明,“猫眼”谐振腔激光器稳定性显著优于传统平凹谐振腔和凹凹谐振腔激光器。进行了免调节“猫眼”谐振腔He-Ne激光器的实验,“猫眼”谐振腔He-Ne激光器的功率稳定性达到了以前各种构造的He-Ne激光器无法达到的高水平。     

反射镜热形变对激光器谐振腔参数的影响

本文讨论了反射镜热形变对激光谐振腔参数的影响.在具体设计高功率激光器,特别是折迭式CO_2激光器谐振腔时,应尽可能预先考虑这种影响.     

测定6500埃波长附近自由电子激光器多层介质反射镜反射率的退化

虽然奥赛自由电子激光器的增益较低，但它利用反射率约为99.97%的(TiO2/SiO2)多层介质反射镜已能运转。为了最大限度地降低激光光学谐振器的损失，反射镜放在超高真空(10—7至10-8巴)的ACO电子储存环中。测定反射率的方法有两种，都基于测定由这种反射镜组成的光学谐振器的衰减时间τ。构成谐振腔的两块反射镜的平均反射率R可从关系式1-R=d/cτ算出，其中d是谐振腔的长度，c是光速。τ越大[即(1—R)越小],此类测量就越精确。     

多点抽运单点输出双镜环行激光器

提出并实现了多点抽运、单点输出的双镜非平面环行激光器。该激光器谐振腔由2面反射镜组成,其中1面反射镜直接镀制在激光晶体表面上,所产生的激光在2面腔镜之间沿着非平面光路传播,在谐振腔内形成振荡;该激光器可方便地进行多点端面抽运,降低热效应并提高输出功率;其输出反射镜分成2个扇区,面积大的扇区对振荡激光是全反射的,面积小的扇区对振荡激光是部分透射的,从而实现振荡激光在输出镜上的单点输出,给出了2点抽运时激光单点输出的实验结果。讨论了谐振腔光路模式的特征参数,给出了部分光路模式模拟图。     

射频自由电子激光腔的实用设计

给出10μm射频自由电子激光谐振腔的实用设计。按高斯光束分布计算出给定腔长的反射镜曲率半径、光腰及镜面处光斑尺寸等参量。解决了细长波导中辐射和电子束的空间匹配问题,并讨论了时间同步问题。     

媒体扫描

自由电子激光波长突破 2 0 0 nm　　俄罗斯建造的 OK- 4激光器成为第一台以低于2 0 0 nm的深紫外波长 (“真空”紫外 )发射的自由电子激光器 ,它在杜克大学成功地发射了 193.7nm这样极短波长的激光。激光物理学家认为 2 0 0 nm是自由电子激光特有的技术障碍 ,因为用于产生自由电子激光的反射镜在如此短的波长下通常损耗非常高 ,并迅速退化。杜克大学物理学副教授 Vladimir L itvinenko说 :“这是我们的‘千年虫’问题。我认为在公元 2 0 0 0年前自由电子激光波长无法达到 2 0 0 nm”。包括准分子激光器在内的某些常规激光器可利用其他材料…     

定向棱镜腔平顶高斯激光束特性的研究

在XeCl准分子激光器中,采用定向棱镜作为端反射镜与平面输出镜构成激光器谐振腔,获得了近场能量分布均匀、远场能量分布高度集中的相干平顶高斯激光束输出,并具有腔镜高抗失调能力,改善了激光束质量。     

具有最大输出功率的CO2激光器谐振腔

提出了一种优化设计激光器谐振腔参数的新方法。应用遗传算法,以最大输出激光功率为目标函数,对典型CO2激光器谐振腔和放电管参数进行了优化,给出了谐振腔的3个优化参数:放电管直径、谐振腔凹面反射镜曲率半径和出射镜透射率。对于1.2m长谐振腔,优化设计的基模激光功率可从原先的55W提高到89W,实际测量提高到74W。     

一种新型泵浦方式的环形染料激光器

连续波环形染料激光器一般用氩离子激光器来激励,在光路结构上通常采用轴外泵浦方式,利用谐振腔光路外的球面反射镜把泵浦光会聚到染料喷流上来激励激活介质。我们研制的染料激光器采用一种新型泵浦方式——轴向泵浦方式,其特点是利用组成环形谐振腔的一面球面反射镜代替轴外反射镜将泵浦光束会聚到染料喷流上。采用这种新型泵浦方式使激光器光路紧凑,调整方便,其最大优点是使染料喷流中受激发区域与染料激光模体积得到最好的     

小型Nd:YAG激光器的二维阵列

在平面端面上用折射率梯度分布(GRIN)的一段短的纤维(1毫米长)相当于一只厚透镜,最近资料提出当在这种纤维段的一端涂上高反射膜时相当于球面反射镜,这种反射镜可以代替激光谐振腔中普通的反射镜,特别有效的是在小型固体激光器的结构中,在这里激光棒的端面仅需磨成平面,可不磨成球面。球面GRIN反射镜也可应用在大量而不是单个的反射镜构成的阵列,当这种阵列     

同轴环形螺旋谐振腔设计分析

提出了一种适用于同轴环形放电结构气体激光器的环形螺旋谐振腔,并给出了理论分析。该谐振腔由一螺旋面反射镜和一球面反射镜构成,可充分提取激活区的能量并输出单束激光。该结构易于实现同轴环形放电激活区中的功率萃取。     

一种圆筒形气体激光器的谐振腔方案

提出了一种光谱适用性较广、大功率输出的新型圆筒形增益区气体激光器的谐振腔设计方案.此腔由两个反射镜和含于两反射镜之间的两透镜组成,这种谐振腔方案更适宜于在5.3μm波长具有很高透过率材料(如CaF_2)的CO激光器和在可见光波段具有很高透过率材料(如光学玻璃)的He-Ne激光器.同时,结合实际应用以CO激光器为例,给出了其光腔参数.     

分布反馈染料激光器

一、引言传统的激光器是在增益介质之外加上特制的反射镜,让光波全部或部分地反馈,从而形成特定的模式振荡。分布反馈激光器是以均匀分散到整个增益介质中的分布反馈代替工作物质端面的反射镜。这种分布反馈通常是通过增益介质内部的折射率或增益的周期性调制来实现的。由于分布反馈结构本身具有很强的选频效应,无需在腔内加选频元件便可实现窄带操作。又由于在非线性效应的作用下,模式竞争的结果有可能完全抑制高次模。激光输出的波长决定于分布反馈结构的周期,改变调制周期