具有梯度反射率特性的激光谐振腔输出镜设计

针对Nd：YAG激光谐振腔对输出耦合镜的设计要求,研究了梯度反射率镜的设计方法,提出了三种不同的膜系结构,这三种膜系的反射率分布均可满足单横模Nd：YAG激光谐振腔的设计要求.分析计算了设计膜系中变膜厚层沿径向的层厚允差,综合比较了这三种膜系的鲁棒性及镀制工艺的特殊性,确定了可最终付诸实施的梯度反射率镜的膜系结构,即所有膜层改变膜厚的膜系设计.     

变反射率镜非稳腔Φ20mm口径Nd：glass激光器研究

详细分析了高斯变反射率镜非稳腔的腔模和输出特性，给出了各阶横模的解析表达式。采用高质量的高斯变反射率镜在Φ２０ｍｍ大口径Ｎｄ：ｇａｌｓｓ激光介质上实验研究了这种腔的输出特性，获得了１０Ｊ级发散全角为０．１８ｍｒａｄ近衍射极限的高强激光束，该发散角只有相应普通非稳腔的１８％，同样泵浦时输出能量约为普通非稳腔的７０％。最后实验研究了这种腔结构的失谐灵敏性．     

由变反射率输出耦合镜构成的非稳定腔Nd:YAG激光器的研究

研究了由变反射率输出耦合镜构成的非稳定腔Nd:YAG激光器的特点。给出了激光参量与变反射输出镜非稳定腔的关系。     

径向不同反射率的激光输出镜

径向不同反射率的激光输出镜对于改善输出模的特性，提高激光器的输出功率具有良好的效果，从而使激光的应用范围更为广阔。本文叙述径向不同反射率的激光输出镜的理论设计，说明设计的主要步骤。并给出几个种理论设计结果。     

变反射率镜激光谐振腔输出光束特性分析

推导了变反射率镜激光谐振腔输出光束的传输特性，求得了其光斑大小Ｗ（ｚ），并对结果进行了分析。     

纵向泵浦激光器输出镜反射率的优化

在固体激光器设计中，对于给定的激光晶体为了提高激光器的效率，通常要对激光器的参数进行优化。输出腔镜反射率对于激光系统有重要影响。利用光子能流理论，得到了输出腔镜反射率的表达式，其不权与激光介质参数有关，还与泵浦状态有关。     

固体脉冲激光器输出镜最佳反射率的普遍表达式

和连续激光器一样,对于脉冲泵浦固体激光器,利用其输出能量（功率）表达式,得到了输出镜最佳反射率的一般表达式。适用于泵浦脉冲宽度与激活介质上能级寿命比值为任意值的情况,除它们可比拟外,因为此时一般无法得到输出功率（能量）的解析表达式。     

固体脉冲激光器输出镜最佳反射率的普遍表达式

和连续激光器一样，对于脉冲泵浦固体激光器，利用其输出能量（功率）表达式，得到了输出镜最佳反射率的一般表达式。适用于泵浦脉冲宽度与激活介质上能级寿命比值为任意值的情况，随它们可比似外，因为此时一般无法得到输出功率（能量）的解析表达式。     

变反射率镜耦合输出的高效率倍频Nd:YAG激光器的研究

采用合适的参数,使变反射率镜耦合输出的非稳定腔Nd:YAG脉冲激光器的倍频效率获得显著提高。当用KTP或DKDP晶体倍频时,倍频光的输出能量分别高达440mJ或300mJ每脉冲,倍频效率分别为60％和40％,光束发散角约为0.38mrad,接近衍射极限。     

一种用于镀制梯度反射率镜的遮蔽挡板的设计

针对所设计的单横模Nd∶YAG激光谐振腔对梯度反射率镜径向膜厚分布的要求,介绍了一种用于镀制梯度反射率镜的遮蔽挡板的设计方法。从常规圆形孔径的遮蔽挡板来分析,比较了采用圆形孔径挡板所得的膜厚分布与设计要求的差别,建立了精确设计遮蔽挡板的数学模型,提出了设计遮蔽挡板的算法,并编程计算出具体的遮蔽挡板的孔径尺寸及安放位置,以获得完全合乎设计要求的变膜厚层沿半径方向的膜厚分布。     

高斯反射谐振腔的非稳条件

本文由光学谐振腔的衍射理论求出了圆形球面ＧＲＭ腔的模式，并在此基础上导出了ＧＲＭ腔的非稳条件．     

渐变反射率镜的设计与制备

按照高斯型渐变反射率镜(GRM)的参数要求,采用了中间层厚度渐变的方案对膜系和掩模板形状进行设计.根据薄膜的实际需求和具体的沉积设备,设计了掩模和掩模切换装置.在一次高真空环境下镀制了渐变反射率镜的所有膜系.采用直接测量的方法,测量了高斯型渐变反射率镜反射率的径向分布.测试结果表明,用这种技术制备的样晶,与设计要求基本一致.分析得出,掩模板形状与精度对镀制结果有影响.随着设计尺寸减小,掩模板对膜料分子的散射作用增强,使样品中心反射率小于设计要求,边缘出现旁瓣.提出了减小基片与掩模板之间的距离和提高膜厚监控的精度的改善方案.     

矩形谐振腔的失调分析

文章给出矩形镜谐振腔失调后的光轴确定方法,对矩管He2Ne 激光器、矩管CO2 激光 器和矩管CO 激光器因失调引起的衍射损耗进行了分析和近似计算。计算结果表明:矩形谐振腔的衍射损耗由矩形短边的失调程序来决定;凹面镜的曲率半径的选择也对腔的衍射损耗有影响。     

1D VRM非轴对称虚共焦腔(Nd，Ce)：YAG板条激光器的实验研究

对(Nd,Ce):YAG板条固体激光器提出了一维变反射率镜(1D VRM)非轴对称虚共焦腔,并与平行平面腔和旋转对称变反射率镜(2D VRM)虚共焦腔等腔型作了实验比较研究。结果表明,1D VRM虚共焦腔适音板条固体激光器, 兼顾输出激光效率和光束质量。     

高功率光纤激光器端面反射系数快速优化算法

在高功率光纤激光器优化中提出了一种输入端反射系数与输出端反射系数快速优化算法.基于斜率效率优化准则,通过掺镱光纤激光器实例分析,数值计算结果表明,采用端面反射系数快速优化选择算法,将计算时间至少缩短为传统算法的8%,较好地避免了阶梯误差的产生,提高了计算精度;在相同的参数条件下,正向抽运时,光纤激光器的端面反射系数优化选择取值区域最大,双向抽运时,光纤激光器的端面反射系数优化选择取值区域次之,而反向抽运时,光纤激光器的端面反射系数优化选择取值区域最小.     

UR90腔相干并束输出的实验研究

用多个UR90腔进行正向模耦合的方法来产生多束相干的激光 ,解决了反向模耦合中存在的失谐问题 ,可以大大提高系统的可靠性。并利用铜蒸气激光器实现了两台低放大倍率 (M =1 2 1)UR90腔的相干并束输出 ,对输出光束的远场方向性进行了测量分析。结果表明 ,和以前单台UR90腔相比 ,此方法对UR90腔的模控能力和输出光束的光束质量并没有明显影响 ,是一种简单而有效的耦合方式。