检测激光晶体侧面致冷均匀性的马赫-泽德干涉法

提出了一种基于马赫-泽德干涉仪的检测法。理论分析表明,该法检测到的物光与参考光的干涉条纹即为晶体径向平面上的等温线。通过热分析软件对均匀和非均匀致冷晶体温度场的模拟表明,当检测到的干涉条纹为以晶体径向平面中心为圆心的圆环时,晶体周边接触良好,致冷均匀;当检测到的干涉条纹向某一方向扭曲时,该方向上致冷块与晶体边界接触不好。对装在铜致冷座里的3 mm×3 mm×5 mm,a切割,0.5% Nd³⁺掺杂的Nd:YVO₄晶体进行了检测,根据检测到的干涉条纹扭曲方向重新安装了致冷座,获得了以端面中心为圆心的干涉环。实验结果与理论分析相符,证明马赫-泽德干涉法可以检测晶体侧面致冷均匀性。     

端泵Nd∶YVO4晶体端面镀制腔镜对其热透镜影响的理论分析

用ANSYS对吸收15 W 808 nm泵浦光的端泵Nd:YVO4晶体进行了温度场和变形量模拟.计算了Nd:YVO4晶体单端有腔镜和两端都无腔镜情况下的热透镜解,得到了在Nd:YVO4晶体上镀制腔镜会显著增大其热透镜的结论.用马赫-泽德干涉仪实测了Nd:YVO4晶体热透镜解,该解与有限元模拟解相符,证明结论可靠,对大功率LD端泵的Nd:YVO4激光器的腔型设计具有指导意义.     

激光标线器非球面柱透镜设计

针对基模能量高斯分布造成的激光标线器线斑能量分布不均匀的问题，提出了一种非球面柱透镜的解决方法。该方法不同于传统的旋转对称整形系统的设计，属于非对称整形系统的设计范畴。根据光束传输的能量分配守恒法则和折射定律建立方程组，通过数学软件数值求解方程组，解得非球面矢高表达式。光学软件模拟表明，所设计的非球面柱透镜能使线斑能量均匀分布，工作距离范围宽，不仅适用于准直入射高斯光束，而且适用于会聚入射高斯光束。     

提高激光标线器线斑光强均匀性的高阶模法

基模激光光源的光强高斯分布,使得激光标线器的线斑光强分布不均匀。提出了一种用TEM20,TEM40类的高阶模光源代替基模光源的方法。这类高阶模的一个正交方向上的光强分布为几个高斯轮廓的叠加,相对于基模光强的单个高斯分布提高了均匀性。当相邻两高斯分布间间距越小时,高阶模光强分布越均匀。实验通过使激光二极管(LD)相对于腔模轴线横向偏离得到高阶模。通过对横向偏距的精确控制,来控制相邻高斯分布的间距。在激光标线器1 m工作距离处,分别在基模和高阶模作为光源的情况下测得线斑光强数据。数据表明,高阶模光强分布的多瓣叠加特性能提高线斑的光强分布均匀性。     

一种基于高斯光束的平凹激光腔对准方法

给出了一种基于高斯光束的平凹激光腔对准方法。在高斯准直光束后加一透镜系统,恰当地调整准直高斯光束到某一种汇聚发散的状态。在这种状态下,可使由平凹腔凹面镜和平面镜反射回来的光斑直径大小相仿,解决了不加透镜系统时,两反射回来光斑直径相差很大,难于对准的问题,提高两光斑的对准精度。实验使用束腰为0.6 mm的氦氖光,其后加一优化好的透镜系统,在889 mm的距离下,对凹面镜曲率半径为50 mm的平凹腔进行对准。得到由凹面镜和平面镜反射回来的光斑直径分别为4.8 mm和5.1 mm,平凹腔的角度对准精度达到了3.18'。对准好的腔体在点亮LD后,均能出基模光斑。实验结果与理论分析相符,证明了该对准方法结构简单,执行方便。