高斯反射率镜谐振腔的非稳条件

根据非稳腔的横向放大率和点源位置必须为实数,求出了高斯反射率镜(GRM)谐振腔的非稳条件。并指出高斯反射率镜不可能构成非稳腔。     

用混合型非稳腔改善准分子激光的输出特性

通过远场光束质量测量,比较了稳定腔、平行平面腔和混合型非稳腔的输出特性。实验结果表明对于高增益的准分子激光,采用部份透射镜作耦合输出的混合型非稳腔可以使准分子激光的发散角减小到毫弧度量级。     

高斯镜参数对LD泵浦Nd:YAG激光器的影响

实验研究了输出镜为不同参数高斯镜时,偏心对LD泵浦Nd:YAG激光器的影响及激光器的输出特性。仅当光轴与激光晶体中心轴、Q开关中心轴一致,且经过高斯镜反射率中心时,可同时实现最大能量、最窄脉冲宽度和最小发散角输出。存在偏心时,高斯镜反射率半径越小或中心反射率越大,则能量下降越多,脉冲宽度和发散角增大越大。对于反射率半径为2.5 mm和中心反射率为30%的高斯输出镜,偏心0.5 mm时,能量降低7%,脉冲宽度增宽33%,发散角增大20%。激光性能方面,高斯镜反射率半径越小或中心反射率越小,光束质量越好,但效率低。综合考虑偏心影响和激光性能,反射率半径为2.75 mm和中心反射率为20%的高斯镜作为输出镜最佳。泵浦能量为984 mJ时,获得了能量128 mJ,脉冲宽度7.3 ns,光束质量M2因子约4.6的1064 nm激光输出,对应光光转换效率为13%。实验结果为激光器设计和装调提供了参考。     

高斯变反镜改善板条激光器光束质量的研究

在实验中对比研究了稳腔和高斯变反镜非稳腔两种腔型。采用尺寸为66.7 mm×11 mm×1.7 mm板条Nd∶YAG增益介质,泵浦功率860 W条件下,稳腔获得196 W的激光输出,Mx2=2.47,My2=38.6;高斯变反镜非稳腔获得102 W激光输出,Mx2=2.34,My2=6.48。实验结果表明高斯变反镜非稳腔明显改善了板条激光器宽度方向的激光输出光束质量。     

高光束质量人眼安全OPO 激光器

将固体激光中用以提高光束质量的高斯型变反射率虚共焦非稳腔技术应用于OPO , 在理论上分析高斯型变反射率非稳腔的模场分布,实验上采用1. 064μm 的Nd∶YAG激光器作为泵浦源,OPO 为单谐振非临界相位匹配方式,得到1. 57μm OPO 输出能量60mJ / pluse ,重复频率1Hz ,M2 小于3 ,光光效率40 %的人眼安全激光。     

高斯镜平凸非稳腔本征模场的有限元数值计算

为了研究激光在高斯镜平凸非稳腔中的模式和相位特征,在SIEGMAN分析多元件非稳腔的理论基础上,采用有限元数值方法计算耦合输出镜镜面反射率为高斯分布的圆镜平凸非稳腔本征模场分布。将光场在腔内一次往返的ABCD系数代入惠更斯-基尔霍夫衍射积分方程,可以写出光场往返一次的衍射积分方程。将镜面分割成若干个等宽圆环,把衍射积分方程转化成矩阵相乘形式,经过数值计算,得到理想空腔和非共轴空腔优先起振的光场本征模式分布结果与相位特性。计算结果表明,当合适选择输出镜半径与高斯反射率分布,可以得到光斑半径为0.3cm的基模高斯光束输出,此计算结果与实验结果相符。同时也讨论了耦合输出镜对光束质量的影响。     

虚共心型介稳腔输出特性的研究

设计并实验研究了用于钕玻璃激光器的几种虚共心型介稳腔系统,并与几种其他常用腔型(稳定球面腔、平行平面腔、非稳腔)的输出特性作了比较.实验结果表明,虚共心型介稳腔输出激光束具有低发散角、高亮度和场图分布均匀性高等优点.     

非链式DF激光器非稳腔数值仿真与实验

基于描述光束传播的菲涅耳-基尔霍夫衍射积分理论,运用快速傅里叶变换算法仿真了非稳腔DF激光的三维近场、远场光强分布。仿真结果显示:非稳腔的近场输出光斑形状为中心对称的空心圆环,远场输出光斑为具有中心亮斑的多级衍射环;大M数将导致近场光斑能量集中,大的Neq值将引起远场发散角变大。运用该算法研究了腔镜倾斜对近场光强分布的影响:腔镜倾斜使光束近场分布变差,倾斜角越大,光强的非对称分布越明显。开展了非链式DF激光器非稳腔实验研究,实验得到的近场、远场光强分布及腔镜失调下的近场光斑变化情况与数值模拟结果一致,实验测量的远场发散角为1.2 mrad。文中的仿真结果可为DF激光器腔镜失调诊断及调节提供依据。     

用于YAG激光器的虚共心介稳腔

本文介绍了对YAG虚共心介稳腔输出特性的实验研究结果。得出了虚共心介稳腔的放大率因子M,腔长L对输出能量、场图均匀性和发散角的影响规律。通过与平凹稳定腔的比较进一步显示了这种腔形对中小功率固体激光器的实用价值。     

高功率固体激光谐振腔研究的进展

基于我们的工作和体会，对高功率固体激光腔研究的某些新进展，包括自成像和自滤波非稳腔，共轴和离轴非稳腔，折迭和离轴棱镜腔，非轴对称像散腔，可变反射率镜腔和渐变位相镜腔等作了详细评述和分析。最后，对实现高功率和高光束质量输出的物理思想和技术原理作了总结，并指出了可能的应用。     

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。     

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。     

高斯反射率镜腔的热稳定性研究

基于对谐振腔热稳定性的详细研究,本文指出以往文献的结论只适于简单驻波腔,给出了基模热稳腔的新定义:高斯光束复参量q不随热焦距f变化。根据这一定义,我们对高斯反射率镜谐振腔的热稳定性进行了讨论,并指出此时谐振腔的Fresnel数亦是热稳的。     

非稳激光腔的动态性能

本文分析了含有类透镜介质非稳腔的输出特性,讨论了激活介质热焦距、腔长、腔镜曲率的扰动对输出性能的影响,给出常用非稳激光腔的分析结果及其有用的计算公式.     

CPM自滤波非稳腔YAG激光器研究

把由非谐振环和凸面全反射镜构成的自滤波非稳腔应用于撞脉冲锁模Ｎｄ：ＹＡＧ激光器，改善了光束的空间质量和输出稳定性，获得发散角为２倍衍射极限，能量５０ｍＪ，脉宽１０ｐｓ的锁模脉冲，并与未加滤波小孔的ＣＰＭ非稳腔的输出性能进行实验比较。，     

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。     

部分端面抽运板条激光器腔镜倾斜问题研究

部分端面抽运的板条激光器是一种新型固体激光器．配合混合腔可以实现在大功率下保持高光束质量的激光振荡输出。谐振腔的腔镜倾斜是影响激光器输出特性的重要因素，快速傅里叶方法是一种快捷有效的计算方法，利用此方法模拟了腔镜倾斜对近场相位分布和远场光强分布的影响，并分析了光束质量的变化。理论分析表明，腔镜的小角度倾斜对近场相位影响较大，但对远场光强空间分布影响不大；随着倾斜角度不断增大，远场发散角和光束腰宽度也增大，光束质量虽然存在恶化的趋势，但光束质量因子肝值仍然较小，离轴非稳腔仍能保持高光束质量的输出。     

平面COIL腔镜高反射率的精确检测

直型和折叠型衰荡光腔相结合技术精确检测了一组平面ＣＯＩＬ高反腔镜在１．３１５μｍ的实际反射率。实验测得ＣＯＩＬ平面高反腔镜反射率高达９９．９３１％,测量精度为１０＾－５,本技术对镜片的反射角度,基底材料透光性能及尺寸无特殊要求,可由反射率相对较低的腔镜,测量高反射率率镜片。     

离轴非稳腔导引光多光束干涉与远场图样研究

研究光腔内导引光的往返振荡物理过程与传播特性有助于理解、判断光腔的准直失调状态。离轴非稳腔作为一种兼具高提取效率与高光束质量的混合非稳腔,调腔导引光在离轴非稳腔中的振荡物理过程研究鲜有报道。通过理论计算与实验研究了导引光在离轴非稳腔内的多光束干涉过程及其远场传播特征,在实验中搭建了离轴非稳腔（X方向为平凹稳定腔,Y方向为共焦非稳腔）导引光研究装置,通过凹球面镜小孔注入波长为632.8 nm的基模高斯光束,开展了光腔准直与导引光远场图样研究,实验结果与计算结果吻合较好。计算与实验结果表明：离轴非稳腔的干涉图样与传统共焦非稳腔/稳定腔不同,调腔导引光在腔镜小孔注入处出现椭圆“水滴”状干涉图样,该图样亮度较高,可以用于判断光腔的准直状态。输出导引光的远场光斑在Y方向上是不同振荡阶次的亮核光斑,其中高阶次亮核光斑可用于指示红外激光的远场光斑位置。     

小型TEA CO2激光器非稳腔的研究

本文对测距用的小型TEACO2激光器非稳腔进行了研究。该激光器可输出32.96mJ的能量,光束发散角为1.68mrad。实验结果表明:平凸非稳腔与同种激活介质、同样腔长、同样输出耦合因子的平凹稳定腔相比,前者的光束发散角压缩了约三倍。